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RICERCA E SVILUPPO TECNOLOGICO IN SARDEGNA
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Tecnologie alimentari e biotecnologie microbiche

Piattaforma di tecnologie alimentari e biotecnologie microbiche
La Piattaforma di tecnologie alimentari e biotecnologie microbiche realizzata all'interno di un capannone industriale di circa 800 m², consiste di diverse unità operative, suddivise in impianti tradizionali e innovativi, attraverso le quali sono forniti molteplici servizi alle imprese del settore agroindustriale e dei settori affini.

La Piattaforma di tecnologie alimentari e biotecnologie microbiche trova applicazione:
- nello sviluppo di prodotti alimentari con tecnologie innovative (mild technologies o minimally processed) atte a preservare le caratteristiche nutrizionali
- nell'estrazione eco-compatibile da biomasse e da materie prime naturali di principi attivi, utilizzabili per la cosmesi, per il benessere e la salute dell'uomo e degli animali, come addittivi, ecc.
- nella stima e determinazione della shelf life dei prodotti, anche quelli tradizionali, attraverso lo studio dell'interazione tra gli aspetti fisiologici del prodotto e le caratteristiche del materiale da imballaggio finalizzato ad una corretta progettazione del packaging (active packaging, equilibrium modified atmosphere, ecc.)
- nell'ottimizzazione di processi tradizionali attraverso lo studio dei parametri di processo
- nella produzione e caratterizzazione dei prodotti della filiera del grano (pane e prodotti da forno).

Referente
Tonina Roggio
Indirizzo emailroggio@portocontericerche.it
Ufficio Ricerca e Sviluppo
Porto Conte Ricerche
S.P. 55 Porto Conte-Capo Caccia, Km 8.400
Loc. Tramariglio
C.P. Santa Maria La Palma
07041 Alghero (SS)- Italia
Tel. +39 079 998.400
Fax +39 079 998.567

Dotazione tecnologica dell'Area trasformazione
Gli impianti e attrezzature che insistono su tale area consentono la messa a punto di processi di conservazione e trasformazione di vari prodotti. È possibile trattare prodotti di tipo vegetale e ottenere trasformati confezionati in diversi tipi di contenitore (vasetti vetro, banda stagnata, vaschette, ecc), prodotti da forno, in particolare pane e dolci, siano essi tradizionali che industriali, e confezionare i prodotti in propria atmosfera, in atmosfera modificata (o protettiva) o in sistemi attivi (active packaging).
Con gli impianti è inoltre possibile testare nuove formulazioni e nuovi trattamenti termici a partire da quantità relativamente modeste di materie prime o semilavorati, riproducendo in scala circa 1:20 i processi di trasformazione industriale.
Gli impianti sono stati progettati per garantire la massima versatilità e flessibilità operativa. È possibile eseguire una singola operazione o testare un intero processo produttivo.

Impianto di trasformazione dei vegetali
L'impianto comprende più unita operative utilizzabili singolarmente (operazione unitaria) o in continuo per la messa a punto di processi più o meno complessi. È particolarmente versatile e necessità di modeste quantità di materie prime o semilavorati.
Con l'impianto è possibile studiare processi per la:
- produzione di conserve, salse, sughi, creme vegetali
- produzione di vegetali sottaceto e sottolio
- produzione di succhi e nettari di frutta
- produzione di confetture e marmellate
- produzione di frutta sciroppata
- produzione di frutta candita
- osmodisidratazione
- essiccazione di prodotti vegetali
- trattamento di vegetali di IV e V gamma.

Panificio pilota
L'impianto è costituito da un insieme di macchine che permettono di studiare i processi di varie tipologie di prodotti da forno: pani tipici, dolci tradizionali, pasticceria dolce e salata, pizze.
Sono presenti tre impastatrici che permettono di effettuare diversi impasti a seconda delle esigenze (braccia tuffanti, spirale e planetaria). Per la stesura, la formatura, la cilindratura e il taglio dell'impasto sono presenti una sfogliatrice, una formatrice e un laminatoio.
È possibile realizzare, per gli impasti che la richiedono, la lievitazione a temperatura programmata grazie alla presenza di una cella di lievitazione; questo garantisce una standardizzazione delle condizioni produttive.
Per la conservazione degli impasti è utilizzato un abbattitore/congelatore.
La presenza di due forni, uno convenzionale e l'altro a tunnel garantisce inoltre la cottura di tutti i tipi di pane compreso il pane carasau e la spianata e di tutti i prodotti da forno.
È presente infine una fermentiera per la produzione di lievito naturale per i prodotti panari.

Fermentatore e liofilizzatore
L'impianto è un'unità per la produzione massiva di microrganismi (biomassa) e di prodotti da loro derivati.
Consente di ottenere biomassa utilizzabile nell'industria lattiero-casearia, del pane e prodotti da forno, della birra e per la trasformazione dei vegetali e delle carni.
Permette, inoltre, la produzione di metaboliti primari e secondari come amminoacidi, vitamine, polisaccaridi, proteine, antibiotici e altri prodotti simili.
Componenti:
- Fermentatore da 15 litri con controllo e gestione computerizzata
- Liofilizzatore
- Sistema di filtrazione tangenziale
- Supercentrifuga
- Termosaldatrice sottovuoto
- Sistema di confezionamento sottovuoto

Confezionatrici in atmosfera modificata (MAP)
Il confezionamento in atmosfera modificata (o protettiva) è una tecnica utilizzata in vari settori della filera agroalimentare per il prolungamento della shelf life di prodotti sensibili alle alterazioni microbiche.
La confezionatrice presente nella piattaforma possiede un miscelatore di gas e può supportare fino a 3 gas (ossigeno, anidride carbonica e azoto).
Possono essere usate vari tipologie di film e due tipologie di contenitori: vaschette rettangolari e coppette.

Dotazione tecnologica dell'Area stabilizzazione
I processi di stabilizzazione microbiologica ed enzimatica degli alimenti sono condotti industrialmente mediante l’utilizzo di calore umido. Questo processo effettuato mediante calore umido assicura l'eliminazione di tutti i microorganismi, comprese le forme sporigene, e permette di ottenere un prodotto alimentare sterile, che si conserva per lungo tempo ma che perde in parte le caratteristiche organolettiche, di colore, ecc.
Esistono attualmente tecniche alternative che stabilizzano gli alimenti e che sfruttando alte temperature per brevissimi tempi (trattamento ohmico) o alte pressioni.
Gli impianti e attrezzature che insistono su tale area permettono la messa a punto di processi di sterilizzazione, stabilizzazione degli alimenti di varia natura e origine e il loro confezionamento in buste flessibili, vasi di vetro, capsule e vaschette.

Autoclave di sterilizzazione
L'impianto è stato progettato per consentire la sterilizzazione, mediante vapore diretto, di alimenti confezionati in recipienti di vetro, scatole a banda stagnata e buste di materiale flessibile. Un ventilatore, posizionato sul lato opposto a quello di chiusura, ed un cestello di carico rotante, consentono di mantenere omogenea la penetrazione del calore all'interno dei singoli recipienti da sterilizzare. Queste due caratteristiche si traducono in una maggiore omogeneità di sterilizzazione. Il sistema permette inoltre di effettuare cotture e raffreddamenti sottovuoto utilizzando anche gas inerti. Le possibili applicazioni riguardano:
- la stabilizzazione termica degli alimenti
- l'ottimizzazione dei trattamenti termici di pastorizzazione e sterilizzazione
- la cottura e il condizionamento sottovuoto
- i trattamenti a pressione e temperature controllate

Impianto alte pressioni
L'impianto consente una stabilizzazione mild degli alimenti, permette cioè di ottenere prodotti sicuri e di elevata qualità mediante l'impiego di temperature blande ma di alte pressioni. Esso sfrutta l'applicazione di una pressione isostatica trasmessa ad un fluido contenuto in un recipiente pressurizzato. Il vantaggio dell'utilizzo di questo impianto nel trattamento degli alimenti è dato principalmente dalla trasmissione istantanea della pressione attraverso essi e la conseguente indipendenza dalla dimensione e dalla geometria dei campioni da trattare.
Il trattamento ad alte pressioni può essere effettuato anche a temperatura ambiente. È possibile effettuare trattamenti termici a temperature complessivamente più blande rispetto ai processi termici convenzionali.
Le opportunità relative ai processi che integrano il trattamento con alte pressioni riguardano la conservazione, la trasformazione ed i processi di separazione.

Impianto di trattamento ohmico e confezionamento asettico
L'impianto consente il trattamento di prodotti acidi, non acidi, fluidi e pastosi con pezzi aventi dimensioni massime di 14 mm.
La stabilizzazione termica avviene o per riscaldamento convenzionale o mediante riscaldamento ohmico ed è possibile confezionare il prodotto in sacchi asettici multistrato con capacità di 8 litri. Il principale vantaggio del riscaldamento ohmico consiste in un più uniforme riscaldamento del liquido e di particelle disperse in esso rispetto ai convenzionali metodi di riscaldamento indiretto.
La capacità di riscaldare miscele eterogenee contenenti fino al 90% di solidi in maniera uniforme, senza danno meccanico, con limitata perdita di nutrienti e vitamine, rendono tale processo adatto per il confezionamento asettico, consentendo una maggiore qualità e durata mai realizzata prima con tecniche alternative di sterilizzazione.

Dotazione tecnologica dell'Area estrazione
L'estrazione di principi attivi da matrici naturali, siano esse biomasse o piante coltivate o spontanee, ha avuto una notevole spinta tecnologica dovuta alle mutate abitudini dei consumatori che preferiscono sostanze attive di origine naturale rispetto alle stesse di origine sintetica.
L'utilizzo di tali sostanze trova applicazione in diversi settori: dall'agroalimentare, al farmaceutico, all'industria cosmetica, ecc.
I sistemi presenti presso la Piattaforma sono in parte convenzionali e in parte innovativi e permettono di trattare vegetali per l'estrazione di oli essenziali o di estrarre molecole apolari sia da matrici solide che liquide.

Estrattore con fluidi supercritici
L'impianto è un sistema progettato per estrazioni di oli essenziali, estratti vegetali e industriali, da matrici solide, semisolide e liquide, mediante l'impiego di anidride carbonica supercritica. Questa tecnica utilizza le proprietà peculiari della CO2 che in condizioni particolari di temperatura (304,2 K) e pressione (73 atm), ha un elevato potere solvente. Il sistema costituisce una valida alternativa ai processi di distillazione frazionata, consente un'ampia gamma di applicazioni industriali e permette di ottenere prodotti con un altissimo grado di purezza e privi di residui tossici. Tale processo trova applicazione nell'industria alimentare, farmaceutica, cosmetica, profumiera, ecc.

Distillatore in film sottile
L'impianto consente di separare sostanze volatili (composti aromatici, sostanze coloranti, acidi grassi volatili), da matrici complesse di origine vegetale o industriale. L'impianto consiste in una camera a vuoto con pareti riscaldate (colonna di distillazione) in cui si muove rapidamente, su una lama rotante, il film liquido (matrice complessa) alimentato in continuo. Il sistema fornisce prestazioni superiori ai distillatori tradizionali come maggiori rese, minime perdite per degradazione termica, elevata qualità e purezza dei prodotti. Le possibili applicazioni riguardano:
- estrazione di composti aromatici
- estrazione sostanze coloranti
- estrazione di acidi grassi da materia grassa
- deodorazione degli oli
- concentrazione principi farmaceutici
- distillazione di frazioni di petrolio
- separazione di monomeri da polimeri

Dotazione del Laboratorio tecnologico
Il laboratorio con la sua dotazione tecnologica permette di monitorare processi e prodotti messi a punto nelle diverse aree, oltre che di effettuare servizi quali la determinazione della texture, le proprietà reologiche, il colore, il contenuto in acqua libera, l'umidità, il pH, la concentrazione e la composizione di miscele gassose all’interno delle confezioni degli alimenti, ecc.

Colorimetro
È uno strumento utilizzato per la determinazione del colore in prodotti alimentari. Il principio si basa sulla capacità di campioni colorati di assorbire radiazioni elettromagnetiche nel campo del visibile. Le radiazioni emesse da una lampada alogena al quarzo vengono in parte trattenute e in parte trasmesse. La misura si ottiene confrontando la luce trasmessa dal campione con quella trasmessa da una o più soluzioni di riferimento.

Dinamometro
Il dinamometro o analizzatore di struttura permette di ottenere informazioni relative alla friabilità, adesività e coesione di prodotti alimentari. Lo strumento possiede differenti celle e sonde per la determinazione della struttura di un prodotto ed è impiegabile per determinare:
- il punto di frattura di snack e biscotti
- la penetrazione su gel, yogurt e margarine
- l'estrusione per salse, strutto, gel e liquidi viscosi

Reometro
Lo strumento permette la determinazione delle caratteristiche reologiche di prodotti alimentari fluidi e liquidi. Le tecniche di misura si basano sull’applicazione di uno sforzo di taglio che permette di calcolare l'entità e la velocità della deformazione o viceversa nell'applicazione di una deformazione con una certa velocità e nel misurare lo sforzo.

Alveografo di chopin
L'alveografo di Chopin è un apparecchio che serve sostanzialmente a misurare l'estensibilità di un impasto e la resistenza esercitata durante il periodo di riposo.
Tecnicamente si opera formando un impasto che viene successivamente diviso in piccoli dischi rotondi che, posati su di un cilindro, vengono sottoposti ad una pressione e gonfiati fino a raggiungere il punto di rottura. Tutto questo viene riportato su di un grafico dal quale vengono estrapolati gli indici.
Gli indici che si rilevano da un'analisi di Chopin sono:
a) W = indice di forza della farine (area dell'alveogramma)
b) P = indice di tenacità dell'impasto (altezza della curva)
c) L = indice di estensibilità dell'impasto (lunghezza della curva).

Misuratore attività dell'acqua
L'acqua contenuta in un prodotto alimentare influenza la stabilità dello stesso e di conseguenza la sua conservabilità. Lo strumento permette di misurare l'attività dell'acqua (Aw) di un alimento ovvero la quantità di acqua libera.
Processo: uno specchio di acciaio inox, posto all'interno della camera di misura, è ripetutamente raffreddato e riscaldato fino alla formazione della goccia di rugiada; a questo punto lo strumento misura l'Aw e la temperatura del campione.

Rifrattometro
Indispensabile per la determinazione della quantità di zuccheri presenti (° Brix), per la lettura diretta dell'indice di rifrazione, e per la concentrazione di vari liquidi. È idoneo ad effettuare misure su essenze, bevande, prodotti concentrati, sciroppi, marmellate, salamoie.

Analizzatore di gas
Lo strumento permette di effettuare l'analisi combinata di anidride carbonica, ossigeno e altri gas presenti all’interno delle confezioni di prodotti alimentari. Processo: il gas aspirato dalla confezione è trasferito ad un sensore in ceramica per la determinazione dell'ossigeno e in seguito ad un sensore ad infrarossi per la determinazione dell'anidride carbonica. I dati ottenuti sono elaborati dal microprocessore che calcola le concentrazioni di anidride carbonica e ossigeno e per differenza determina la concentrazione degli altri gas.

Strumenti per la rilevazione delle temperature di processo
Per monitorare la temperatura durante i processi di sterilizzazione termica dei prodotti alimentari vengono utilizzati termistori e termocoppie. I primi (essendo senza fili) hanno il vantaggio di poter essere utilizzati anche all'interno degli impianti di processo. I secondi danno la possibilità di visualizzare in tempo reale i valori di temperatura registrati e vengono utilizzati prevalentemente per processi statici.