Scienza e tecnica

Superfici alimentari, la nuova metodologia per valutarne la pulibilità

Foto di BAO Bao da Pixabay
È stata perfezionata da un team di ricercatori di Ecor International e Il Sentiero International Campus e presentata di recente in occasione della terza Conferenza Internazionale sulla Scienza Applicata delle Superfici.

Un nuovo test rig e soprattutto una nuova metodologia di analisi consentirà di valutare, in modo oggettivo ed efficace, il livello di pulibilità di una superficie in acciaio inossidabile per l’industria alimentare.

È l’esito del lavoro sinergico svolto da un team di ricercatori, project manager e tecnici di laboratorio di Ecor International e Il Sentiero International Campus e, in particolare, da Alessandra Bellucci, Fabio Battistella, Gregorio Carolo, Domenico Stocchi e Silvia Tiberi.

I risultati sono stati presentati di recente a Parma in occasione della terza Conferenza Internazionale sulla Scienza Applicata delle Superfici.

Un momento della Conferenza Internazionale sulla Scienza Applicata delle Superfici
Un momento della Conferenza Internazionale sulla Scienza Applicata delle Superfici.

La procedura, che potrà essere adottata a supporto dello sviluppo di cicli di lavaggio delle macchine automatiche, è nata nell’ambito del progetto TresClean (High throughput laser texturing of self-cleaning and antibacterial surfaces), di cui abbiamo parlato in questo articolo, e che mira a sviluppare superfici metalliche antibatteriche e autopulenti attraverso processi di laser texturing per utilizzo a contatto con prodotti alimentari.

Finanziato con 3,3 milioni di euro dalla Photonics Public Private Partnership nell’ambito dei bandi del programma H2020 Industrial Leadership, al progetto TresClean partecipano, oltre ad Ecor International e Il Sentiero International Campus, anche l’Università di Parma, Universitaet Stuttgart (Germania), Centre Technologique Alphanov (Francia), Raylase AG (Germania), BSH Electrodomesticos Espana SA (Spagna) e Kite Innovation Limited (Regno Unito).

Il problema

Il tema dell’igienicità delle superfici a contatto di prodotti alimentari nelle macchine automatiche è, oggi, particolarmente critico per questo settore, in cui è necessario garantire la sicurezza dei consumatori. Viene quindi richiesta una pulizia regolare per prevenire la formazione di microrganismi che potrebbero contaminare il prodotto.

I collaboratori al progetto hanno voluto capire come cambia il livello di pulibilità al variare delle caratteristiche morfologiche della superficie metallica. In particolare, sono stati analizzati dei campioni texturizzati, cioè sui quali sono state riprodotte diverse microtopografie ruvide specificatamente concepite per ridurre al minimo l’area di contatto tra la superficie stessa e le sostanze e migliorare dunque la pulibilità.

Alcuni campioni sottoposti al test di analisi delle superfici alimentari
Alcuni campioni analizzati con diverse geometrie.

La metodologia di test è stata implementata sulla base della procedura di pulizia industriale CIP (Cleaning in Place) invece che adottare tecniche di indagine di laboratorio.

È stata presa in esame la contaminazione con il latte, in considerazione della complessità della sua composizione e dell’importanza del settore lattiero-caseario.

Un incontro del progetto TresClean per le superfici alimentari autopulenti
Uno dei meeting di aggiornamento del progetto TresClean con i partner europei svoltosi nel 2016 in Ecor International.

Il test rig

Come è stato possibile valutare l’igienicità delle superfici?

Anzitutto i ricercatori hanno progettato e realizzato un test rig ad hoc in grado di simulare la fase di contaminazione nel funzionamento e la fase di pulizia di una macchina automatica alimentare. Si tratta di un impianto costituito da:

  • un modulo per la contaminazione dei campioni;
  • una camera di test per l’asciugatura e la loro pulizia;
  • un sistema per la valutazione della pulizia della loro superficie.
Il test rig per l'analisi delle superfici alimentari di Ecor International
Il test rig per l’analisi delle superfici alimentari progettato e sviluppato da Ecor International.

Lo studio

Il team ha eseguito numerosi test sui campioni in acciaio inox diversi dal punto di vista delle morfologie utilizzando latte di diversa tipologia.

In una prima fase, la superficie di differenti campioni è stata sporcata con una goccia di latte attraverso un sistema di dosaggio per riprodurre condizioni di contaminazione simili a quelle reali. Successivamente, la superficie è stata asciugata ed inclinata, simulando così la contaminazione delle superfici curve durante l’esercizio degli impianti alimentari inserendo un getto di aria calda e monitorando la temperatura attraverso sensori.

Un tecnico specializzato esegue un test per l'analisi delle superfici alimentari.
Una delle fasi del test.

Nella seconda fase i campioni sono stati puliti attraverso l’utilizzo di alcuni ugelli in grado di simulare il  ciclo di lavaggio industriale

L’ultima fase, infine, ha previsto la valutazione della pulizia della superficie. Per farlo è stata utilizzata l’ispezione visiva attraverso uno stereomicroscopio e un software per l’analisi d’immagine, mentre la contaminazione organica è stata misurata con la rilevazione della presenza di particolari sostanze associate al metabolismo degli organismi viventi (misura ATP).

Questo video illustra i test svolti da Ecor International e Il Sentiero International Campus nell’ambito del progetto TresClean.

Le conclusioni

«I risultati raccolti possono indicare le tendenze relative alla pulibilità delle superfici in acciaio –spiegano i membri del Team–. Abbiamo dimostrato che questa procedura sperimentale permette di standardizzare la fase di contaminazione superficiale garantendone la riproducibilità, così come di quantificare con accuratezza la quantità di sporcizia sul campione».

Inoltre, è stata incrementata la nostra conoscenza di questo argomento cruciale per il settore alimentare. «Una procedura industriale efficace di pulizia dipende dalla conoscenza di come i processi meccanici, temici e chimici lavorano su tipologie differenti di sporcizia e su come è possibile ottimizzare la loro interazione –aggiungono i partecipanti al progetto–. Inoltre, la modifica della morfologia dell’acciaio può influire sulla sua pulizia. La metodologia che abbiamo sviluppato per l’analisi delle superfici nell’industria alimentare può aiutare a stabilire quali parametri industriali di pulizia impostare e come ottimizzare le superfici dell’acciaio, con l’obiettivo di assicurare un elevato standard e di ridurre l’impatto ambientale dei cicli di pulizia».