Appunti Modulo di Processi della tecnologia alimentare con elementi di packaging

MODULO DI PROCESSI

Alimentare”

La “Tecnologia è un complesso di operazioni e processi volti alla

conservazione o alla trasformazione di materie prime alimentari prodotte dall’agricoltura,

dall’allevamento e dalla pesca.

I principali obbiettivi sono:

- Aumentare la conservabilità delle materie prime commestibili per consentire il

trasferimento dai luoghi di produzione a quelli di consumo, ed aumentane la

disponibilità nel tempo

- Produrre ingredienti da cui produrre poi prodotti niti, partendo da materie prime che

come tali non sono commestibili o addirittura con elementi tossici

Garantisce in oltre la

sicurezza igienico-sanitaria,

una qualità costate e

promuove lo stato di salute

(tramite il functional food). In questo gra co è

rappresentata l’evoluzione

dell’industria alimentare in

termine di valore aggiunto ai

prodotti e il passaggio

dall’ingegneria di processo

all’ingegneria di prodotto.

La sterilizzazione è una delle

prime innovazioni per poter

distribuire in tutto il mondo e

conservare a lungo i prodotti.

La tecnologia alimentare serve a risolvere criticità delle materie prime come:

- Vulnerabilità, tramite trattamenti chimici e sici

- Commestibilità (alterata da parti non edibili), tramite processi di separazione

- Alterabilita, tramite trattamenti sici e confezionamento

- Presenza di fattori di rischio

- Rispondenza nutrizionale

- Qualità

- Convenienza

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processo

Un è un insieme di operazioni, materiali, attività e controlli messi in atto per

conservare o trasformare le materie prime in prodotti niti.

Gli obbiettivi di un processo alimentare sono:

- Aumentare la conservabilità delle materie prime

- Produrre ingredienti alimentari

- Produrre alimenti dalla combinazione e trasformazioni di materie prime

materie prime

Le che entrano nel processo aziendale provengono da:

- Settori tradizionali di produzione primaria

- Industrie di prima trasformazione

- Industrie di additivi, coadiuvanti, ecc

produzione primaria

La comprende tutte le fasi della produzione, dell’allevamento o

della coltivazione dei prodotti primari

prodotti primari

I sono i prodotti della produzione primaria, compresi i prodotti della

terra, dell’allevamento, della caccia e della pesca.

prodotti intermedi semilavorati,

I o derivanti da manipolazioni e trasformazione delle

materie prima, ma non ancora prodotti niti.

prodotti alimentari

I sono destinati al consumo alimentare ottenuti dalla conservazione o

trasformazione di esse.

prodotti non trasformati

I sono prodotti alimentari non sottoposti a trattamento,

compresi prodotti che siano stati divisi, separati, sezionati, a ettati, disossati, tritati,

scuoiati, frantumati, tagliati, puliti, ri lati, decorticati, macinati, refrigerati, congelati,

surgelati o scongelati

prodotti trasformati

I prodotti alimentari ottenuti dalla trasformazione di prodotti non

trasformati. Tali prodotti possono contenere ingredienti necessari alla loro lavorazione o

per conferire loro caratteristiche speci che.

Un processo tecnologico è costituito da una sequenza ordinata di operazioni unitarie

applicate in determinate condizioni operative ad una o più materie prime. Il prodotto nito è

il risultato di tutti i fenomeni che hanno luogo durante l'intero processo.

Una operazione unitaria è una fase elementare di un processo tecnologico basata su

principi unitari e descrivibile mediante opportune equazioni di bilancio e cinetiche.

I principi che regolano l'andamento di una data operazione unitaria non dipendono dalla

speci ca applicazione e dal materiale trattato, ma possono essere de niti in maniera

indifferenziata (unitaria) quale che sia il settore e il materiale di applicazione

dell'operazione.

Le tecnologie di conservazione hanno lo scopo di prolungare la self life di un alimento

alterando il minimo possibile le caratteristiche chimico siche e nutrizionali dell’alimento.

Le tecnologie di trasformazione hanno lo scopo di modi care le caratteristiche chimico

siche e strutturali al ne di ottenere prodotti niti con determinate caratteristiche.

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Un danno meccanico è dovuto ad una azione di pressione o in generale stress superiore

ai limiti di resistenza dei prodotti.

Si manifesta con una serie di inconvenienti strutturali

Un danno termico è dovuto agli effetti del calore sui componenti degli alimenti. Si

manifesta con perdita di vitamine, diminuzione di digeribilità di alcuni nutrienti, formazione

di off- avor, off-color.

Il danno termico può provocare o favorire il danno meccanico rendendo i tessuti più fragili

e le pareti cellulari meno elastiche, e facendo aumentare la pressione interna del prodotto.

Un danno chimico è dovuto a reazioni chimiche ed in particolare all'ossidazione, ma può

comprendere anche altre reazioni indesiderabili, eventualmente catalizzate da enzimi, di

proteolisi o lipalisi, isomerizzazione, fotodegradazione...

L'entità di questo danno dipende dalla concentrazione delle sostanze reagenti e dalle

condizioni al contorno che favoriscono o inibiscono le reazioni.

Un danno da contaminazione è dovuto all'inquinamento dei prodotti alimentari da parte

di sostanze chimiche o agenti biologici presenti negli ambienti o nei materiali che vengono

a contatto con gli alimenti.

L'intensità di questo danno dipende dalla concentrazione degli agenti contaminanti.

L’entità di un danno è data da intensità x durata.

Un processo continuo coinvolge trasformazioni continue di masse, energia e quantità di

moto su ussi continui di materiale.

L’obiettivo è ottenere un prodotto di qualità uniforme nel tempo, a prescindere dalla durata

dal processo.

Un processo discontinuo (Batch) coinvolge una quantità nta di prodotto ottenendo una

quantità nita di prodotto nale, tramite un insieme di operazione unitarie ordinate secondo

un senso e in un periodo di tempo nito.

Un processo semicontinuo ha caratteristiche in comune sia con i processi continui, sia

con quelli discontinui.

Sono dedicati ad applicazioni speci che e ripetitive.

Tipici di processi che separano componenti in un usso continuo.

Il componente separato si accumula in un'unità di processo no a riempimento

(processo di tipo continuo) e poi, a riempimento completato, il processo viene interrotto

per svuotare e ripulire i serbatoi (processo di tipo discontinuo).

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CONTROLLO DI PROCESSO

Una analisi di processo comprende la de nizione e rilevazione dei seguenti elementi:

- Materia prime con le relative caratteristiche di composizione e presentazione

- Sequenza delle operazioni

- Bilanci materiali ed energetici

- Condizioni operative intese sa come parametri sia come procedure operative

- Planimetrica dello stabilimento

- Impianti

- Strutture e materiali edilizi

- Flussi di materiali

- Condizioni operative per il condizionamento dei locali

Una scheda tecnica è un documento che raccoglie tutte le informazioni su un prodotto.

Costituisce il tramite tra fornitore e cliente, comunicando quindi informazioni su qualità e

caratteristiche dei prodotti soggetti a compravendita

Riporta quindi:

- Descrizione del prodotto

- Informazioni relative al confezionamento e alla logistica

- Elenco di ingredienti ma anche di allergeni, con i relativi valori nutrizionali e le

caratteristiche sensoriali

La scheda prodotto è una sorta di carta d'identità in cui sono presenti tutti i dati e le

informazioni che descrivono il prodotto in tutti i suoi particolari; nella scheda prodotto è

infatti possibile trovare le varie informazioni indispensabili ai diversi reparti aziendali per la

realizzazione del prodotto nito.

I fattori critici di processo sono fattori che condizionano un processo di tecnologia

alimentare, e sono:

- Materie prime

- Procedure di fabbricazione, di approvvigionamento, di deterrenza, di smaltimento e di

gestione

- Condizioni operative

- Attività di controllo

- Impianti

- Edi ci

- Personale

I fattori critici di controllo sono fattori che condizionano un processo di tecnologia

alimentare e che possono rappresentare dei parametri di controllo del processo stesso, al

ne di ottenere una qualità costante.

Un esempio di strategia di controllo puo essere il “controllo nale”: si concentra su

analisi che veri cano la qualità del prodotto al termine del processo di fabbricazione.

Non fornisce un'ef cace ed ef ciente assicurazione della qualità dei prodotti per una serie

di ragioni:

- Dif coltà di ottenimento di un campione rappresentativo da analizzare

- Solo i parametri realmente misurati possono essere assicurati

- Dif coltà associate ai metodi classici di analisi (es. tempistiche e risorse, natura

distruttiva)

- Individuazione di non-conformità solo a ne produzione

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Il “controllo statistico” comprende anche il campionamento in accettazione oltre al controllo

statistico di processo durante la produzione.

Avremo analisi a partire dai materiali ricevuti dai fornitori da lotto a lotto.

Piani ca e controlla la qualita del prodotto durante il processo, ideando cosi azioni

correttive a seconda della situazione.

Il “Process Analytical Technology PAT” prevede il monitoraggio in tempo reale del

processo, mediante la misurazione continua di parametri qualitativi strategici.

Ha 4 fasi:

- Analisi critica del processo per individuare i parametri qualitativi fondamentali che

possono essere controllati da fattori di processo

- Comprensione degli effetti sul campionamento della relazione tra le dinamiche di

processo e le caratteristiche dell'analizzatore (incertezza di misura, frequenza di misura,

tempo di misura, effetti di trascinamento, tempi morti tra campionamenti successivi

- Scelta dello strumento analitico per misure in-linea (in-line) o sulla-linea (on-(ine)

- Analisi multivariata dei dati acquisiti (chemiometria)

Il Quality by Design è un approccio sistematico

allo sviluppo di prodotto, basato su principi

scienti ci e sulla gestione del rischio, che parte da

obiettivi prede niti ed enfatizza la comprensione

della relazione prodotto-processo e del controllo di

processo.

Lo scopo è quello di progettare un prodotto di

qualita e il usso del processo produttivo deve

fornire in maniera riproducibile la desiderata

performance del prodotto.

Per Industria 4.0 (cosiddetta quarta rivoluzione

industriale) si intende un modello di produzione e

gestione aziendale, che sta portando alla

produzione industriale interamente automatizz