Conservazione dei cereali in atmosfera controllata d’azoto

Dal 2015 il Centro testa un SISTEMA per la conservazione ecosostenibile dei cereali in atmosfera controllata di azoto, proposto e brevettato dalla Eurosider sas di Grosseto.

Il metodo prevede la separazione dell’azoto presente nell’aria (generazione in sito), un gas inerte e sicuro, che viene poi erogato all’interno di silos a tenuta, dove rimane costantemente al di sopra del 98,5%. Le RICERCHE IN LABORATORIO del Centro, svolte in collaborazione con numerose università italiane, hanno dimostrato che il metodo permette di mantenere la qualità delle granaglie stoccate, previene l’attacco di funghi micotossigeni e abbatte le popolazioni di insetti infestanti, senza ricorrere a fumiganti che possono lasciare residui nelle produzioni e hanno un notevole impatto ambientale.

I RISULTATI delle sperimentazioni sono stati presentati in convegni scientifici nazionali e internazionali, pubblicati in riviste di settore nonché scelti come esempio di buona pratica agronomica al G7 Agricoltura di Bergamo dell’Ottobre 2017.

Il CRISBA è riuscito infine a trasferire la tecnologia dalla scala di laboratorio alla scala aziendale: grazie al contributo della Fondazione Cassa di Risparmio di Firenze è stato realizzato un IMPIANTO SU SCALA REALE presso l’Azienda Agraria Macchiascandona dell’Istituto, composto da una batteria di silos collegati al sistema di atmosfera controllata, che sono utilizzati sia per i test di validazione scientifica, sia per la conservazione di produzioni cerealicole locali. Sulla scorta di questi risultati diverse aziende italiane hanno iniziato ad adottare questa soluzione tecnica per lo stoccaggio delle proprie produzioni, fra cui la MartinoRossi SpA, leader del “gluten free” in Italia, che ha annunciato la realizzazione del primo impianto su scala industriale per la conservazione ecosostenibile del cece toscano (vedi Il tirreno Ottobre 2019).

Risultati: pubblicazioni e riconoscimenti

Video gentilmente concesso da Linea Verde – RAI  “CRISBA dal G7 Agricoltura di Bergamo-Agrogeneration

I risultati delle le sperimentazioni sono stati:

  • Presentati come esempio di Buone Pratiche Agronomiche al G7 AGRICOLTURA DI BERGAMO – Agrogeneration (vedi Il Giunco Ottobre 2017) ed al Seeds&Chips – The Global Food Innovation Summit di Milano 2017 (vedi Il Giunco Maggio 2017)

  • Pubblicati su riviste di settore come Molini d’Italia, Terra e Vita e L’Informatore Agrario (vedi pubblicazioni);

  • Presentati al XXII Convegno scientifico SIPaV (Settembre 2016)

  • Presentati al Convegno Internazionale IOBC a Lubiana sul post-raccolta dei cereali (Luglio 2017)

  • Presentati al 29° Salone Internazionale del Biologico e del Naturale (SANA) di Bologna (vedi Il Tirreno 2017)

  • Presentati al XXVIII Congresso Nazionale di Scienze Merceologiche di Firenze (vedi La Nazione Febbraio 2018)

Le ricerche in laboratorio

Nel 2015 la Eurosider ha fornito al CRISBA un impianto su scala di laboratorio (6 minisilos da 60 litri ciascuno) utilizzato per la validazione scientifica della tecnologia (vedi Corriere di Maremma 20 Giugno 2015 e Maremma Magazine Novembre 2015).

Il sistema rappresenta una valida alternativa a basso impatto ambientale per lo stoccaggio di granaglie e farine (vedi TV9 Luglio 2016La Nazione Luglio 2016Il Tirreno Luglio 2016); in particolare, gli esperimenti condotti dal Centro hanno consentito di dimostrare l’efficacia del brevetto nel:

  • Contrasto di insetti delle derrate come il Punteruolo dei cereali (Sitophilus sp.), il Tribolio delle farine (Tribolium sp.) e la Tignola fasciata (Plodia interpunctella sp.), evitando il ricorso a sostanze chimiche disinfestanti come le fosfine, fumiganti tossici per l’uomo che lasciano residui nelle produzioni ed hanno un consistente impatto ambientale.

  • Limitare lo sviluppo di alcuni ceppi di funghi patogeni e la produzione da parte loro di micotossine, sostanze altamente pericolose per la salute umana e animale.

  • Mantenere la qualità merceologica del cereale.

L’impianto su scala reale

Presso l’Azienda Agraria Macchiascandona dell’Istituto, con il contributo della Fondazione Cassa di Risparmio di Firenze, è stato realizzato un impianto di stoccaggio dei cereali in silos (15 m3 ciascuno) con sistema automatico per lo stoccaggio in atmosfera di azoto. Questo impianto permette al CRISBA di eseguire le sperimentazioni necessarie al trasferimento dell’ innovazione alla scala reale, nonché di conservare in maniera ecosostenibile le produzioni cerealicole dell’Azienda Macchiscandona e di altre realtà produttive del territorio.

Vedi La Nazione Dicembre 2019.

Vedi Intervista Agronotizie Luglio 2020.

Il sistema nel dettaglio

La prevenzione delle contaminazioni e la riduzione degli input chimici hanno assunto un ruolo centrale per la sicurezza alimentare e ambientale delle filiere, fra cui quella cerealicola, che prevede una delicata fase di stoccaggio ed è più soggetta di altre al pericolo di contaminazione da micotossine. Questi presupposti hanno incentivato la ricerca di soluzioni eco-compatibili utili a contrastare la perdita di qualità delle granaglie, causata soprattutto dall’attacco – in fase di post-raccolta – di insetti infestanti e di funghi micotossigeni. Contro questi ultimi si interviene principalmente utilizzando le fosfine (PH3), fumiganti che, tuttavia, sono pericolosi per la salute dei lavoratori esposti, lasciano residui nelle produzioni, hanno un consistente impatto ambientale, innescano fenomeni di resistenza negli organismi bersaglio nonché risultano scarsamente efficaci proprio per il contrasto dei funghi micotossigeni.

Queste preoccupazioni hanno rinnovato l’attenzione per l’utilizzo delle atmosfere controllate, nelle quali l’anidride carbonica (CO2) o l’azoto (N2) sostituiscono l’ossigeno nella conservazione delle granaglie. Quest’ultimo gas offre numerosi vantaggi, come il fatto che non lascia residui nelle produzioni né interagisce con i materiali costitutivi dell’impiantistica, che è facile da reperire (nell’aria è presente al 78%) e non necessita di registrazione d’uso; a questi si aggiungono benefici che lo distinguono in positivo anche della stessa anidride carbonica, quali la peculiarità di non rappresentare un “gas-serra” né prevedere limiti di esposizione professionale negli ambienti di lavoro.

Sulla base di questi presupposti la Eurosider propone un metodo di separazione dell’azoto dall’aria atmosferica mediante una serie di membrane che ne operano il frazionamento per permeazione selettiva (generazione on-site tramite tecnologia MNS, Membrane Nitrogen Separetor). L’azoto viene poi erogato all’interno di silos a tenuta nei quali rimane in leggera sovrappressione. I parametri ambientali di conservazione, registrati da apposite sonde, sono visualizzati su monitor, da cui viene impostata anche la percentuale di azoto che si desidera mantenere automaticamente all’interno dei silos. Dopo una prima fase “di carico” ad inizio stoccaggio, l’erogazione dell’azoto avviene perciò in discontinuo, con dei rapidi reintegri all’occorrenza che sono alla base del contenimento dei costi d’esercizio. L’impiantistica è modulabile: una stessa macchina può servire più silos di dimensione variabile, da pochi metri cubi sino a migliaia; per le aziende di media dimensione esiste anche la possibilità di ricorrere a silos in vetroresina appositamente  predisposti per l’atmosfera controllata, più economici rispetto a quelli in metallo.