1. Antefatti

2. Super-Chilling 

3. Metodo per il Super-Chilling

4. Tecnologie per il Super-Chilling

5. Vantaggi per l‘industria

6. Vantaggi per l‘ambiente

7. Vantaggi per i consumatori 

8. Le sfide 

9, Potenzialità future

10. Conclusion

Bantle, Michael

Claussen, Ingrid Camilla

Organic Eprints

Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Super-chilling Aspetti generali e potenziale della tecnologia   Ingrid C. Claussen* and Michael Bantle SINTEF Energi AS, Dep. of Thermal Energy Trondheim (Norway) Ingrid.c.claussen@sintef.no  Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Linee generali 1.  Antefatti 2.  Super-Chilling  3.  Metodo per il Super-Chilling 4.  Tecnologie per il Super-Chilling 5.  Vantaggi per l‘industria 6.  Vantaggi per l‘ambiente 7.  Vantaggi per i consumatori  8.  Le sfide  9.  Potenzialità future 10. Conclusioni   Bibliografia   Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Risultati dell’apprendimento ð Che cos‘è il super-chilling?  ð Qual‘è il potenziale della tecnologia? •  Dal punto di vista del produttore •  Dal punto di vista del consumatore ð I prodotti come possono essere trasformati in prodotti super-chilled  ð Quanto ghiaccio si ottiene comunemente nel super-chilling.  ð Che prolungamento della coservazione ci si può aspettare per i prodotto super-chilled? Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Antefatti I •  Descritto già negli anni '20 da Le Danois •  Negli anni '70 e '80: trasporto del pesce in mare - le basse temperature hanno aumentato la durata di conservazione •  Sviluppo continuo del concetto nel corso degli ultimi 20 anni •  L'industria alimentare norvegese sta assumendo il concetto di super-chilling, ma solo per uso "interno"; •  Espandere la durata di conservazione per facilitare la pianificazione della produzione e dello stoccaggio ü  Estendere il periodo di vendita del prodotto fresco (carne) ü  Aumentare la resa del prodotto e la qualità dei filetti di pesce •  I vantaggi legati alla durata di conservazione prolungata non sono pienamente sfruttati. Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Superchilling o  La durata della conservazione, generalmente accettata, dipende dalla temperatura di conservazione e dalle fluttuazioni della temperatura. Durata di conservazione pratica per alcune importanti specie ittiche (Nordtvedt, 2009) Antefatti II Salmone  Temperatura °C Durata di conservazione (giorni) Aringa  r t r  Merluzzo  Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 In sintesi il super-chilling  o  Contenuto di ghiaccio dal 5% al 20%  o  Temperatura di stoccaggio stabile  o  Aspetto non congelato Antefatti III Temperatura °C   Temperatura °C   Entalpia specifica    Contenuto di ghiaccio  Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Super-chilling I o  Il super-chilling è un metodo utilizzato per prolungare la conservazione dei prodotti senza ridurne la qualità o  La temperatura del prodotto viene ridotta di 1-2 ºC al di sotto di Ti del prodotto ( Ti, punto di congelamento iniziale del prodotto) o  Diversi metodi di super-chilling o  Il metodo di super-chilling con aria fredda a bassa temperatura, alta velocità, e breve durata sembra essere il metodo di super-chilling più interessante. o  Il risultato è un piccolo strato sottile di ghiaccio formatosi in superficie - "congelamento delle conchiglie" Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Super-chilling II o  Il ghiaccio formatosi in superficie assorbirà il calore dall'interno e alla fine si raggiungerà l'equilibrio. o  L'acqua che si trasforma in ghiaccio e viene utilizzata per proteggere il prodotto dall'impatto termico invece, di utilizzare l’aggiunta di ghiaccio esternamente (es. pesce fresco) o  Frazione di ghiaccio tra il 5 e il 30% ok per i pesci, ma varia a seconda del prodotto o  dal 10 al 15 % di frazione di ghiaccio è "normale o  Il super-chilling riduce la crescita microbiologica e aumenta la durata di conservazione del prodotto Filetti di merluzzo superchilled Filetti di merluzzo fresco Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Temperatura di stoccaggio contro frazione di ghiaccio Product Storage temperature (superchilled) Ice fraction Initial freezing point Salmon filet -1.8 °C  6.3 %  -1.6 °C -2.2 °C 18.2 %  -2.6 °C 26.9 %  Trout -2.2 °C  8.2 %  -2.0 °C -2.6 °C 21.8 %  -3.0 °C 27.0 % Mackerel -1.8 °C  6.3 %  -1.6 °C -2.2 °C 18.2 %  -2.6 °C 29.3 % Herring -1.8 °C  4.0 %  -1.6 °C -2.2 °C 11.6 %  -2.6 °C 18.7 % Cod (aquaculture) -1.2 °C 10.2 %  -1.0 °C -1.6 °C  27.9 %  -2.0 °C 38.6 % Beef, lean (Valentas 1997) -1.0 °C  5 %  n.a. -2.0 °C 45 % 	Super-chilling III Prodotto                      Temperatu a di conservazione     Frazione di ghiaccio         Punto di congelamento  iniziale     Filetti di salmone    Trota Sgombro  Aringa  Merluzzo  (acquacultura)  Carne bovina, magra Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Metodi di Superchilling I La frazione di ghiaccio è la chiave o  Scientificamente  ð  Sviluppare/valutare i metodi di misurazione  ð  Rapporto tra qualità (sensoriale, tecnica e biochimica) e stato e storia delle frazioni di ghiaccio.  ð  Sviluppo di un avanzato controllo dinamico di processo o  Commercialmente ð  Focus del prodotto ð  Sviluppare un semplice controllo di processo  ð  Valutazione delle attrezzature  ð  Strutture di stoccaggio stabili  ð  Logistica Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Met di di Super-chilling II Ci sono diversi metodi per eseguire il super-chilling, anche oggi: o   Il super-chilled consente la conservazione dei cibi senza alcun pretrattamento o  La conservazione super-chilled dopo il congelamento iniziale della superficie a seguito della compensazione della temperatura o  Metodi pratici di super-chilling : o  Acqua di mare refrigerate (RSW) o  Tunnel ad aria o  Raffreddamento per contatto o  Il congelamento iniziale della superficie causa un contenuto di ghiaccio più stabile nel prodotto Prodotto refrigerato   (scongelati)  Congelamento delle pareti esterne  (1. step di superchilling)  Prodotto  superchilling Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Tecnolog e per il             super-chilling I Congelatori a tunnel Sistemi di congelamento ad aria compressa Sistemi di congelamento criogenico Sistemi a Impingement Nebulizzazione di azoto liquido Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Ghiaccio liquido come refrigerante Sistemi Terrestri  FiletForkjølt Al-båndSirkulerende kaldluftCBC - Refrigeratore combinato di abbattitori di temperatura a contatto Tecnologie per il super-chilling II Circolazione aria fredda Pre-raffreddato Al Filetto  Pompa   Sale    Acqua fredda   Miscelazione  salamoia    Pre- raffreddamento  Macchina per  ghiaccio liquido  Pompa   Serbatoio di stoccaggio  con miscelatore Refrigerazione delle materie prime prima della trasformazione  e in una fase intermedia Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Vantaggi per l’industriaI Durata di conservazione o  Periodo di vendita dei prodotto freschi più lungo. Stoccaggio di merce o  Domanda stagionale per le sole parti degli animali; prosciutto, cotolette o  Il super-chilling riduce la domanda di congelamento (fino al 40%) - più venduto come fresco o  Riduzione del consumo totale di energia per la refrigerazione Carne  Pesce  Tempo (giorni)  Tempo (giorni)  Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Aumento del reddito  o  I filetti di pesce sono leggermente più sodi prima della rifilatura e la carne di pesce viene sprecata o  La ricerca mostra un aumento della resa fino a +1,5% nella produzione di filetti di pesce 49,0 %49,5 %50,0 %50,5 %51,0 %51,5 %52,0 %52,5 %Yield after cleaningPre-temperedtowards -1,5°CPre-temperedtowards -0.8°CPre-temperedtowards 0.5°COrdinary rawmaterialYield related to start weightYield related to weight after pre-tempVantaggi per l’industriaI Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Vantaggi per l’ambiente I Riduzione CO2 eqv.  o  Non c'è bisogno di ghiaccio nelle casse di pesce fresco durante il trasporto o  Dalla Norvegia: 900 camion* con pesce fresco ogni settimana con circa il 25-30% di ghiaccio o  Riduzione del 23% di CO2 eqv. Passaggio dal trasporto di pesce freddo su ghiaccio al trasporto di pesce super-chilling o  Sono necessari meno camion o  Meno produzione di ghiaccio in scaglie  * In 2014 Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 o  La ridotta necessità di imballaggio e trasporto del ghiaccio in un sistema di super-chilling compenserà l'impatto ambientale di un significativo aumento della domanda di energia nella produzione di super-chilling. o  I filetti freddi hanno un potenziale di impatto ambientale superiore di circa il 30% rispetto ai filetti super-chilled per tutte le categorie di impatto ambientale. Questo numero è un riflesso diretto del contenuto di ghiaccio nelle scatole con filetti freddi. o  Il ghiaccio è il parametro più importante in questa valutazione o  Il trasporto su camion e il materiale di imballaggio sono di gran lunga i due principali fattori che contribuiscono al potenziale di impatto in entrambi i sistemi. o  Il potenziale per ridurre l'impatto sul riscaldamento globale (GWP) è di circa 77 925 tonnellate di CO2-equivialens all'anno. Corrisponde alle emissioni annuali di circa 24 000 automobili. Vantaggi per l’ambiente II Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Environmental benefits III Riduzione degli sprechi alimentari o  Rendimento più elevato o  La doppia durata di conservazione riduce gli sprechi (>30 % oggigiorno) o  Riduzione della domanda di congelamento Product Superchilled  storage temperature Increase shelf life compare to conventional refrigeration Cod fillets (farmed)  -2.2 °C + 14 days  Pork roast  -2.0 °C + 14 weeks Atlantic salmon (farmed)  -1.4 °C and -3.6 °C + 17 – 21 days Chicken n.a. + 15 days  Lamb-leg, fresh -1.6 °C + 19 days 	Alcune estensioni della durata di conservazione segnalate Vantaggi per l’ambi n eProdotto    Temperat re di conservazione  dei prodotti super-chilled    Aumento della she f life (paragone con i prodotti refrigerati) Filetti di merluzzo (allevato)  Arrosto di maiale Salmone atlantico (allevato)  Pollo  Agnello-1eg, fresco   Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Vantaggi per i consumatori I Conservazione  Qualità degli alimenti o  Aumento della durata di conservazione o  Qualità del prodotto fresco - nessuna differenza significativa in termini di perdita di gocciolamento, colore, pH, degradazione proteica e sensoriale o  Sicurezza alimentare  o  Aumento della dalla durata di conservazione Scarti alimentari  o  Il doppio della durata di conservazione e meno scarti Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Le sfide del super-chilling o  La qualità degli alimenti- aumento del gocciolamento per alcuni prodoti o  È necessaria un‘indagine sulla catena del freddo del super-chilling e sull‘usp di PCM  o  Maggiore consumo di energia rispetto alla refrigerazione tradizionale, ma inferiore al congelamento o  Requisiti rigorosi per il controllo della temperatura - Il contenuto di ghiaccio nei prodotti è sensibile alle variazioni di temperatura o  Gli alimenti sono disomogenei, sia per quanto riguarda il contenuto d'acqua, la composizione e le dimensioni o  La tecnologia non è adatta a tutti i prodotti o  Necessità di apparecchiature flessibili di super-chilling e controllo dinamico del processo per l'ottimizzazione o  Necessità di sistemi di refrigerazione ad alta efficienza energetica e sfruttamento del calore in eccesso o  Necessità di personale altamente qualificato presso gli stabilimenti di produzione e ulteriori sfide nella catena del freddo o  Il coinvolgimento e l'approvazione dei consumatori è importante Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Potenzialità future Industria  o  minore richiesta di cibi congelati  rispetto ai cibi freschi o  Rifornimento prima delle campagne o  Aumento della resa nell’industria ittica o non serve ghiaccio durante il trasporto  di trasporto di pesce fresco  Consumatori o  Riduzione degli scarti o Aumento della durata    di conservazione A breve termine c'è un alto potenziale per l'industria tradizionale della carne/portica e del pesce E per il mercato dei prodotti biologici.  Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Conclusioni o  Il super-chilling permette una conservazione sicura, di alta qualità e a lungo termine degli alimenti o  I vantaggi principali sono 1. Aumento della durata di conservazione 2. Aumento della produttività 3. Aumento del rendimento e del profitto 4. Pianificazione semplificata della produzione 5. Nuovi prodotti e mercati 6. Catena del freddo rispettosa dell'ambiente 7. Può essere adattato ad una vasta gamma di prodotti: Carne, pesce, pesce, pollame….. Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici Mosciano Sant'Angelo, 03. -04. March, 2016 Bibliografia •  Nordvedt, T.S. (2009) Superkjøling av fisk- en litteratirstudie og prosjektoveriskt. In SINTEF Energiprosesser AS, Trondheim 20. •  Claussen, I.C. (2011) Literature review and experimental data of chilled, superchilled/supercooled fish quality and safety models. Deliverable D3.2.4.3 FRISBEE Food Refrigeration Innovations for Safety, Consumers’ Benefit, Environmental Impact and Energy Optimisation Along the Cold Chain in Europe  •  Haugland, A. (2006) SUPERCHILLING – innovative processing of fresh fish NFTC, Trondheim 7-8 august 2006 Modulo: Trasformazione sostenibile dei prodotti alimentari biologici 

Superchilling: Aspetti generali e potenziale della tecnologia

http://orgprints.org/36293/1/ITA%20-%20Super-chilling%20-%20Aspetti%20generali%20e%20potenziale%20della%20tecnologia.pdf

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