Uso e riciclo delle biomasse alimentari

In un’industria che si occupa del confezionamento di frutta e verdura in

generale i sottoprodotti saranno più disomogenei.

SPECIFIC INDEX WASTE: indice che permette di calcolare in termini percentuali

la quantità di scarto avendo come riferimento la quantità di prodotto

commerciale vendibile. Il processo di trasformazione del formaggio porta a un

notevole quantità di scarto (siero).

I sottoprodotti di origine animale: rispetto alle produzioni vegetali, l’incidenza è

minore rispetto alla quantità totale. Gli scarti sono minimi soprattutto nei paesi

molto industrializzati. Nella fase di macellazione gli scarti sono limitati. Nella

fase di distribuzione la catena del freddo è fondamentale.

La morfologia e la struttura dell’animale indecise sulla quota parte di scarto.

Molti scarti hanno già un utilizzo (ad esempio utilizzo come pellame). Si trova

poi pollina (concime), paglia... allucini scarti possono essere utilizzati per la

produzione di farine animali o l’estrazione di alcune molecole bioattive.

Quando si parla di queste produzioni si ha un aspetto etico e sociale da tenere

in considerazione.

Dalla trasformazione del pesce ci sono diversi scarti: viscere, pelle, lische,

molto interessante è l’olio di pesce ricco di omega 3 e 6.

Dal punto di vista della salubrità i SOA (sottoprodotti origine animale), in modo

da individuare pericoli e utilizzi diversi:

- Categoria 1 rischio BSE è la categoria più pericolosa. In questo caso

quando c’è un rischio lo scarto viene incenerito

- Categoria 2: non troviamo un notevole pericolo ma non c’è neanche un

notevole valore

- Categoria 3: esempio il quinto quarto sono tutte frazioni che possono

essere impiegate nel consumo umano ma non sono richieste dal mercato.

Slide 37I sottoprodotti del settore lattiero caseario

In Europa la fase di distribuzione incide poco poiché la catena del freddo è

ottimizzata, in altre zone è più elevata.

Al netto di tutti questi scarti gli impieghi maggiori sono la digestione

anaerobica e il compostaggio. Altri impieghi limitati sono: l’alimentazione

animale, la distillazione, distribuzione gratuita.

I residui biogeni i e facilmente biodegradabili vanno incontri a questi processi,

per cui non ha importanza la composizione ma ad esempio per la digestione

anaerobica è molto importante la biodegradabilità, in generale quello che è

importante è il contenuto di sostanza organica. Ottenendo il compost e il

biogas che hanno un valore economico molto basse. Il costo economico del

processo non è ripagato dal valore del compost ma dal pagamento del comune

poiché l’impianto riceva il rifiuto per essere smaltito.

Quindi non c’è una grande valorizzazione, questa potrebbe essere

implementata, ad esempio aggiungendo una prima fase di valorizzazione

massima. Attraverso bio economia, producendo molecole a elevato valore

aggiunto o energia. Poi ciò che è scarto può essere destinato a quello che è già

esistente (compostaggio o digestione anaerobica).

Nei bio materiali troviamo la bio plastica e i tensioattivi.

Slide 40. Obiettivo di passare da una economia lineare a una produzione

circolare, per cui gli scarti possono essere potenzialmente utilizzati (e

valorizzati ancora di più). La valorizzazione è stata codificata con l’approccio

gerarchico rappresentato dalla piramide (gerarchia di impiego): in testa c’è il

processo che devo fare per primo (estrazione di prodotti che hanno un alto

valore di mercato), poi posso fare un recupero di materia e energia, bioenergia

e infine un impiego economico.

La sfida è unire più processi e avere tecnologie molto avanzate, in modo da

estrarre più possibile quello che è utile. Ad esempio, è importante estrarre

senza che la biomassa residua sia contamina e possa essere impiegata per il

recupero di altre componenti.

Tutti questi prodotti estratti devono poi essere normativi, i prodotti devono

essere costanti (questo è difficile, ad esempio il contenuto di polifenoli è

differente in base a quanti la pianta ne ha prodotte). Poi si ha un problema di

accettazione: mangeresti un prodotto di scarto?

Esempio di scarto del cacao: si possono fare diverse estrazioni con solventi

(con etanolo ad esempio ottengo polifenoli), gli estratti vengono poi testati (ad

esempio possono essere biostimolanti per le piante), posso utilizzarli per le

proprietà coloranti, oppure per produrre una colla…

Le materie prime sono molto diverse, così come i prodotti che si ottengono e i

processi che vengono utilizzati. Possono fare un’estrazione con acidi (che poi

devono essere rimossi), ma anche con altri metodi, ad esempio, un'idrolisi

enzimatica che consente di ottenere un prodotto già “pulito”.

Lezione 5- Principali filiere

A livello italiano l’industria alimentare è molto rilevante in termini economici,

l’export italiano è molto rilevante soprattutto per prodotti di alta qualità. Tutto

questo deriva da una serie di input necessari tra cui: materie prime agricole,

acqua e suolo sono fondamentali per la produzione primaria. Anche l’energia è

importante nella prima fase (utilizzo di macchine agricole), è necessaria

energia anche durante la trasformazione. Anche il packaging è importante con

l’utilizzo e poi la necessità di smaltimento.

Una produzione agricola richiede l’impiego di una quota parte maggiore di

acqua, inoltre è responsabile delle emissioni. Le materie agricole, quindi, sono

un input costoso in termini economici e ambientali. Per questo è importante

valorizzare quelle frazioni che hanno un costo di produzione ma che non

avranno un valore sul mercato.

Per gli sprechi e per le trasformazioni hanno anche associato una perdita netta

di calorie. Da qui la necessità di ottimizzare e rendere sostenibile anche questo

settore, cercando di trattare e valorizzare al meglio le biomasse.

In termini di fatturato annuo è tra i settori manifatturieri più rilevante. Si

vedono quanto incidono in termini di fatturato i diversi settori. Inoltre, è

possibile definire per ogni settore la percentuale di rifiuti prodotti (slide 9). Per

le produzioni lattiero casearie la quantità di scarti è molto elevata.

In termini generali queste perdite hanno un costo economico quantificabile

(frazioni che pago per produrre ma che non utilizzo, non valorizzo). Gli scarti

vengono prodotti molto nella produzione primaria, nella fase industriale si può

attribuire il 9 % e anche nella fase di distribuzione una buona aliquota.

Sicuramente è molto più semplice lavorare sulla fase di produzione e

distribuzione poiché sono molto più limitate. Chiedere agli operatori del settore

agricolo un cambiamento nella fase di produzione o raccolta sarebbe molto

complicato.

Le opportunità di applicazione dell’economia circolare:

- Produzione di fertilizzanti organici (ad esempio la pollina)

- Compostaggio e fermentazione anaerobica

- Minimizzazione dei rifiuti con ottimizzazione dei processi o sottrazione ai

rifiuti (qualcun altro prende lo scarto per fare qualcos’altro). Le simbiosi

industriali più semplici sono quelle di vicinanza fisica, le camere di

commercio nell’ultimo periodo stanno creando database per sviluppare

simbiosi industriali più ampie (ognuno inserisce i propri scarti). Rendere a

conoscenza degli scarti prodotti da un’azienda a un’altra azienda che li

necessita per valorizzarli al meglio, può essere un enorme vantaggio.

- Accorciamento della fase di distribuzione

Slide 12. Gli aspetti ambientali sono legati agli impatti, come rilascio di

sostanza nell’ambiente. Ad esempio, migliorare l’utilizzo di rifiuti con alto livello

BOD e COD, ridurre l’impronta di carbonio dei processi esistenti.

Aspetti economici: riduzione della dipendenza di risorse fossili, valorizzazione di

uno scarto, ridurre i costi di disposal del rifiuto (la discarica è molto costosa,

ma anche il conferimento in impianti), spostarsi attraverso processi più

performanti.

Aspetti sociali: economia locale che insiste sul territorio, soddisfazione del

pubblico e della domanda del consumatore, impiego di personale del settore

tecnologico, dare al consumatore l’idea di impegno da parte delle imprese nel

settore ambientale.

Sottoprodotti dell’industria molitoria

Filiera del frumento

Dal frumento si ottiene farina e semola-> la paglia è il 69% di peso in scarto,

anche le crusche vengono scartate (e poi riaggiunte nel caso di farina integrale

altrimenti irrancidisce).

Slide 15. Processo di produzione dell’amido dal grano: si possono vedere le fasi

con indicazione degli scarti solidi e liquidi. Nelle fasi di washing ci sono delle

acque sporche che poi devono essere gestite internamente. Si possono vedere

le rese di processo, la % di scarti solidi e l’attuale impiego (esempio nel feed,

per la produzione di alcol…). Anche per le frazioni liquide viene indicata la

gestione (processo di depurazione, denitrificazione, riduzione del carico

organico attraverso processi biologici di ossidazione aerobico o anaerobica

della sostanza organica).

C/N è molto elevato (c’è molto azoto rispetto al carbonio), quindi non possiamo

fare compostaggio di sole paglie.

Nelle crusche si ha un contenuto di proteine e lipidi rilevante, le fibre fanno da

padrone.

Filiera del riso

Anche in questo caso si hanno delle paglie come scarto. La paglia corrisponde

al 67% degli scarti, il resto degli scarti sono lolla, germe e varie crusche. La

fase di raffinazione fa sì che dal riso grezzo al raffinato la resa è pari al 50%. La

selezione avviene in base al colore (selezione ottica).

Il C/N è diverso, contenuto di silicio molto elevati per questo alcuni impieghi

per la paglia non sono previsti. Nel riso raffinato si ha una riduzione di fibre,

concentrando i carboidrati, i lipidi sono rimossi e rimangono nel germe.

Filiera del mais

In termini fisiologici tutta la struttura rappresenta il primo residuo della

produzione. In impianto arrivano le pannocchie che vengono defogliate e

decorticate. È a seconda delle procedure avrò prodotti e scarti differenti. Il

panello deriva dalla produzione dell’olio, rappresenta il 12%. Gli stocchi del

mais in peso sono una parte rilevante, sono molto più umidi con un elevato

contenuto di fibre. Con tanta umidità c’è un problema di dissipazione

dell’energia iniziale per l’evaporazione dell’acqua.

L’acqua di scarto è molto ricca di amido, quindi di carbonio organico. Quando

gli scarti sono zuccherini &e