Riduzione dei consumi e innovazione tecnologica in caseificio: il ruolo della ricerca

Da anni è attiva presso la SAFE dell’Università degli Studi della Basilicata, una intensa linea di ricerca e sviluppo sulle tematiche lattiero casearie, in collaborazione con alcune tra le principali realtà produttive della regione Basilicata e di regioni limitrofe, allo scopo di migliorare il controllo e la gestione dei parametri produttivi attraverso sistemi automatizzati

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via depositphotos.com

di Francesco Genovese

(Rinnovabili.it) – Il settore dei prodotti lattiero caseari, in particolare per mozzarella e fior di latte, è gestito a livello nazionale e internazionale da grandi produttori in grado di lavorare ingenti quantità di latte, con modalità tali da soddisfare la richiesta del mercato di prodotti con qualità e con caratteristiche costanti nel tempo. L’esigenza di mantenere nel tempo le caratteristiche qualitative e sensoriali del prodotto finito dipende dalla stretta correlazione che esiste tra le proprietà del coagulo e dei formaggi rispetto agli standard qualitativi della materia prima utilizzata (il latte) per la produzione, le scelte operative e tecnologiche adottate per la realizzazione del processo di produzione. La materia prima presenta un’elevata variabilità legata all’andamento stagionale e alla tipologia degli allevamenti di provenienza, mentre le scelte operative e tecnologiche dipendono da protocolli di produzione più o meno costanti e dalle decisioni del responsabile di produzione, che sulla base di rilievi e analisi dei campioni prelevati durante la lavorazione, valutati alla luce della propria esperienza, decide tempi e modi per l’esecuzione del processo.

In tali condizioni, mentre le grandi aziende sono favorite dalla dimensione economica del fatturato e dall’esecuzione di attività ricerca e sviluppo interne, volte all’innovazione di prodotto e di processo, la sopravvivenza sul mercato di nuove realtà produttive di dimensioni medio piccole risulta molto difficile se non viene supportato da una forte azione di ricerca e sviluppo. 

Recentemente, inoltre, il costo crescente dell’energia, e le mutate esigenze ambientali, impongono scelte nuove nello smaltimento dei reflui (siero, latticello e acqua di filatura) e nell’uso di energia elettrica e acqua, che vengono utilizzate spesso in modo non ottimizzato in polivalenti, filatrici-formatrici e nelle vasche di maturazione e raffreddamento. 

Infatti, le attrezzature tradizionali di trasformazione per la produzione di formaggi a pasta filata sono dotate di ridottissimi sistemi di monitoraggio e controllo automatico e il controllo dei principali parametri di processo (temperature, portate dei fluidi, etc.) è sostanzialmente affidato all’esperienza del casaro. 

Per tale motivo è attiva, da anni, presso la SAFE dell’Università degli Studi della Basilicata (https://machimplab.wordpress.com/), una intensa linea di ricerca e sviluppo sulle tematiche lattiero casearie, in collaborazione con alcune tra le principali realtà produttive della regione Basilicata e di regioni limitrofe, allo scopo di migliorare il controllo e la gestione dei parametri produttivi attraverso sistemi automatizzati, con la supervisione del tecnico addetto alla produzione, il risparmio e l’ottimizzazione energetica delle macchine utilizzate per la produzione e maturazione della cagliata, la filatura, la formatura, il raffreddamento e la salatura, il recupero e valorizzazione dei sottoprodotti e reflui della produzione. 

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Tini per la raccolta del concentrato di siero, e permeato di siero separati a mezzo di impianti di filtrazione tangenziale, durante le attività sperimentali condotte presso il laboratorio di Impianti tecnologici dell’Università degli Studi della Basilicata

Nell’ambito di alcuni progetti di ricerca, finanziati dal Mipaaft, dalla Regione Basilicata, e nell’ambito dei corsi di dottorato di ricerca attivi presso l’Università, è stato possibile trasferire alle realtà lattiero casearie, di dimensioni medio piccole, alcuni risultati significativi, che si possono così riassumere:

  1. definizione di modelli per l’analisi on-line delle caratteristiche del latte in ingresso all’impianto di produzione, per consentire al “casaro” un monitoraggio in continuo e in tempo reale di tutte le caratteristiche del latte in ingresso e quindi avere un supporto di informazioni tale da poter arrivare a un processo decisionale con la maggiore quantità di informazioni possibile, senza dover attendere i tempi tecnici di un campionamento e di un’analisi nel laboratorio aziendale o addirittura in un laboratorio esterno all’azienda;
  2. monitoraggio dei parametri operativi nell’operazione di filatura, per fornire indicazioni utili al responsabile di produzione e ottenere la tipologia di formaggio desiderata. In particolare, il sistema messo a punto consente il monitoraggio in filatura di pH, conducibilità e temperatura dell’acqua di filatura, coppia e numero di giri degli organi meccanici della filatrice, caratteristiche reologiche della pasta inviata alla formatrice.

Alcuni componenti utilizzati per la misura di pH, temperatura e conducibilità elettrica (a). Coppia di inverter elettronici per la gestione degli attrezzi nella sezione di taglio/alimentazione della pasta e nella sezione di filatura tramite braccia tuffanti (b). Coppia di sensori di pH, temperatura e conducibilità impiegati nelle attività sperimentali (c).

In sintesi, le attività di ricerca e sviluppo hanno come base di partenza l’ampia disponibilità di nuove tecnologie, spesso a costi limitati, per la realizzazione di sensori, controllori e software di monitoraggio, nonché una ampia esperienza maturata dai gruppi di ricerca sui processi lattiero caseari. La prosecuzione di queste attività mira a fornire un supporto di informazioni al responsabile di produzione e ai casari, per poter intervenire in modo consapevole sui processi decisionali alla base della trasformazione del latte. Inoltre, è obiettivo delle attività quello di realizzare una banca dati per accrescere nel tempo la conoscenza del responsabile di produzione, fino ad arrivare ad un software per il controllo del processo di produzione di tipo esperto che utilizzando le informazioni e le esperienze accumulate nel corso del tempo costituisca la base della conoscenza di una nuova generazione di tecnologi che si dedicano al settore della produzione delle paste filate.

Non da ultimo, è fondamentale diffondere le potenzialità dell’innovazione tecnologica e del controllo e automazione dei processi nell’industria casearia, e incrementare lo sviluppo di un’industria 4.0 nel comparto caseario.

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