Nella ricerca della sostenibilità dell'industria dei succhi di frutta, il recupero e il riutilizzo dei sottoprodotti industriali sono diventati sempre più cruciali. Un esempio è dato dall'industria degli agrumi, dove le soluzioni di JBT sono all'avanguardia nella trasformazione degli scarti di agrumi in sottoprodotti di valore. Questo percorso di trasformazione dei "rifiuti in valore" non solo offre vantaggi finanziari, ma contribuisce anche in modo significativo alla conservazione dell'ambiente.

Economia ed ecologia del recupero dei sottoprodotti agrumicoli

Recenti studi condotti dal Dipartimento di Ingegneria Chimica della Scuola Politecnica dell'Università di San Paolo e dal Centro per la Sostenibilità e le Basse Emissioni di Carbonio dell'Istituto di Ricerca Tecnologica di San Paolo hanno confrontato le entrate finanziarie con l'impatto ambientale di vari processi industriali che aggiungono valore recuperando sottoprodotti dagli scarti della lavorazione degli agrumi. Il grafico sottostante è tratto dall'articolo La modellazione e la simulazione dei processi di recupero dei rifiuti applicati all'industria del succo d'arancia stima i ricavi annuali ottenuti da diversi sottoprodotti e le loro conseguenze ambientali ed economiche sulla produzione.

i ricavi annuali ottenuti dai diversi sottoprodotti

I risultati indicano che il recupero della pectina fornisce il più alto ritorno economico, ma il maggiore impatto sull'ambiente. Tuttavia, il recupero del d-limonene presenta un equilibrio ottimale, essendo il secondo più alto ricavo e il più basso impatto ambientale tra i cinque sottoprodotti analizzati.

I residui della lavorazione degli agrumi rappresentano fino al 50-60% della massa del frutto, una frazione solida ad alta umidità che a sua volta deve essere lavorata per recuperare sottoprodotti di valore per i mercati esistenti. Esistono vari metodi per trattare gli scarti degli agrumi e creare sottoprodotti redditizi, ma come ogni processo industriale, questi metodi hanno inevitabilmente un impatto sull'ambiente.

JBT è ben equipaggiata con le competenze e l'esperienza necessarie per affrontare le sfide associate al recupero dei sottoprodotti degli agrumi, garantendo un impatto ambientale minimo. Questo approccio non solo massimizza l'utilizzo delle risorse, ma si allinea anche alle pratiche sostenibili nella gestione dei rifiuti di agrumi.

D-limonene da Press Liquor

Il d-limonene è un composto profumato presente nell'olio essenziale delle bucce degli agrumi, in particolare nello strato flavedo (buccia), dove si trovano le sacche oleifere. Il d-limonene costituisce la maggior parte degli oli essenziali delle bucce di agrumi. Il suo gradevole profumo agrumato trova applicazione nei prodotti per la pulizia, nei profumi e come aromatizzante di cibi e bevande. Per recuperare il d-limonene, JBT utilizza un sistema di distillazione flash, READYGo™ d-LIMONENE, progettato appositamente per questo scopo.

READYGo™ d-Limonene 100 GPM (sinistra) e READYGo™ d-Limonene 33 GPM (destra).

READYGo™ d-LIMONENE 100 GPM (sinistra) e READYGo™ d-LIMONENE 33 GPM (destra).

Nel sistema READYGo™ d-LIMONENE, il liquido di pressatura delle bucce di agrumi, un flusso oleoso ottenuto durante la lavorazione delle bucce di agrumi con la tecnologia JBT, insieme ad altri flussi contenenti olio provenienti dalla lavorazione degli agrumi, viene utilizzato per separare il d-limonene. I diversi flussi vengono quindi riscaldati con vapore, che rompe il flusso di olio in goccioline di olio e goccioline di acqua. Le goccioline di olio, contenenti d-limonene, vengono poi distillate dall'acqua mediante un processo di distillazione flash. Il vapore viene condensato e raccolto come d-limonene puro, pronto per essere utilizzato in diverse applicazioni.

Serbatoio di decantazione di acqua e d-Limonene e d-Limonene puro

Serbatoio di decantazione dell'acqua e del d-limonene (sinistra) D-limonene raccolto (destra)

Un progresso in questo processo, volto a evitare le emissioni di gas serra dei bruciatori di gas naturale, prevede l'utilizzo di caldaie elettriche a vapore, sempre più disponibili su scala industriale. In combinazione con i pannelli solari fotovoltaici, è possibile raggiungere un obiettivo di emissioni zero e migliorare la sostenibilità ambientale.

Buccia di pectina essiccata e recupero di pectina

La pectina è un componente chiave dell'industria alimentare, in quanto funge da gelificante, stabilizzatore e addensante in marmellate, gelatine, alimenti per l'infanzia, succhi, bevande, yogurt e molti altri prodotti. Riconoscendo il valore della pectina e la sua abbondanza nelle bucce degli agrumi, JBT offre soluzioni per l'estrazione delle bucce essiccate.

Il processo inizia con il lavaggio delle bucce di agrumi in un flusso controcorrente per rimuovere gli zuccheri (diffusione dei solidi solubili dalle bucce in acqua a temperatura controllata). Questo processo si ottiene utilizzando vasche di lavaggio, filtri rotanti e presse a vite. Dopo le fasi di lavaggio, le bucce vengono essiccate in un essiccatore rotante a una temperatura inferiore per preservare la qualità della pectina. Subito dopo l'essiccatore, vi è un mulinello di raffreddamento e una pressa per produrre sacchetti di fiocchi di bucce essiccate.

Scaglie di pectina essiccata di limone

Scaglie di pectina di buccia di limone essiccata

Questi fiocchi ricchi di pectina possono essere ulteriormente trasformati in pectina di grado commerciale, un prodotto molto richiesto dall'industria alimentare. Questa soluzione innovativa e sostenibile riduce i costi di smaltimento, contribuisce all'economia circolare dell'industria agrumicola e apre un lucroso flusso di entrate per i trasformatori.

L'acqua utilizzata per lavare le bucce contiene zuccheri naturali, che possono essere estratti per creare un altro flusso di recupero. Quest'acqua viene inviata al TASTE Evaporator di JBT per ottenere questi zuccheri come prodotto concentrato - gli zuccheri naturali della frutta - e rappresenta un'alternativa al trattamento delle acque reflue. Grazie al sistema ARS (Aroma Recovery System) integrato nell'evaporatore TASTE di JBT, la fase oleosa e l'eventuale fase acquosa aromatica possono essere recuperate in modo indipendente e vendute sul mercato dei sottoprodotti.

Mulino per mangimi (Essiccazione bucce - Pellet)

Tra le sfide più importanti degli scarti di agrumi c'è l'elevato contenuto di umidità, che ne aumenta il peso, rendendo costoso il trasporto e complicando la successiva lavorazione. La soluzione del mangimificio JBT affronta questo problema, utilizzando un efficiente processo di essiccazione e pellettizzazione che trasforma gli scarti di buccia umidi in un prezioso sottoprodotto: una ricca fonte di nutrimento per i mangimi animali o una base per l'estrazione della pectina.

Il processo inizia con l'aggiunta di calce (idrossido di calcio) alle bucce in un trasportatore a coclea, che le prepara per la successiva lavorazione. La miscela di bucce calcinate viene frantumata in un mulino a martelli per mantenere una granulometria omogenea che favorisce la fase di essiccazione. La buccia frantumata, dopo un tempo minimo di permanenza per la rottura delle catene di pectina, viene quindi pressata, mediante presse a vite, per ridurre l'elevato contenuto iniziale di umidità, trasformandola in quella che viene definita "buccia a basso contenuto d'acqua" o press cake. Le presse a vite separano la frazione solida (press cake) da quella liquida (press liquor).

Dopo l'estrazione della frazione liquida, il bagno (di pressatura) può essere indirizzato in una delle due opzioni in base al prodotto desiderato:

  1. Nella prima opzione, il liquore può essere utilizzato direttamente nella produzione di prodotti torbidi, un ingrediente spesso presente nelle bevande analcoliche alla frutta per garantire la stabilità della nuvola. Questo processo richiede la lavorazione della buccia senza l'aggiunta di calce, ma al contrario richiede l'aggiunta di enzimi specifici e l'eventuale correzione del pH mediante l'aggiunta di un acido come la vitamina C (acido ascorbico). L'estrazione del liquore avviene mediante lavaggio in controcorrente delle bucce con acqua calda e dosaggio dell'enzima (diffusione) oppure miscelando in un serbatoio le bucce, l'acqua calda e l'enzima. Dopo il necessario tempo di permanenza dell'enzima, il liquore viene de-pulpato, pastorizzato, de-bitterato a seconda della ricetta finale e concentrato in un evaporatore JBT TASTE per rendere il concentrato di bucce torbido o solo cosiddetto torbido.
  2. Nella seconda opzione, il liquore viene concentrato in un evaporatore di calore residuo (WHE), una fase cruciale in cui l'energia sotto forma di vapore acqueo viene rimossa dalla buccia e utilizzata per l'evaporazione del liquore. Le melasse concentrate che ne derivano vengono aggiunte al panello della pressa prima dell'essiccazione finale, riducendo il contenuto di umidità della buccia e migliorando l'efficienza energetica dell'essiccatore. La melassa fornisce anche un ulteriore contenuto di solidi solubili (zuccheri) alla buccia essiccata finale, che il bestiame trova molto gustosa.

Il panello, la frazione solida della pressatura, mescolato con la melassa concentrata, viene introdotto in un essiccatore a tamburo rotante. Un flusso di aria riscaldata fa evaporare il contenuto d'acqua rimanente, riducendo il volume della buccia e lasciando una polpa secca. Questa polpa essiccata passa poi a un mulino per pellet, dove viene compressa in pellet, rendendola più facile da maneggiare e trasportare.

I rifiuti di agrumi essiccati e pellettizzati che ne derivano non solo hanno un elevato valore nutrizionale come mangime per animali, ma riducono anche in modo significativo i costi e l'impatto dello smaltimento dei rifiuti.

Pellet di buccia d'arancia essiccata

Pellet di buccia d'arancia essiccata

Un futuro sostenibile per la lavorazione dei residui di agrumi

Mentre l'imperativo delle pratiche industriali sostenibili si fa sempre più pressante, i passi avanti innovativi compiuti da JBT Solutions nel campo del recupero dei sottoprodotti degli agrumi non sono solo una testimonianza del progresso tecnologico, ma anche un faro di speranza per la gestione dell'ambiente. Questo viaggio dai rifiuti di agrumi ai preziosi sottoprodotti è una chiara dimostrazione di come l'ingegno industriale possa allinearsi alla responsabilità ecologica. Trasformando quelli che un tempo erano considerati rifiuti in prodotti economicamente validi e rispettosi dell'ambiente, JBT Solutions crea un precedente da seguire per altre industrie.

Le implicazioni di questi progressi vanno ben oltre l'industria agrumicola. Sono un esempio di come le aziende possano trasformare le sfide in opportunità, promuovendo un'economia circolare in cui ogni sottoprodotto è una risorsa che aspetta di essere sfruttata. Questo approccio non solo mitiga l'impatto ambientale, ma apre anche nuovi flussi di reddito, dimostrando che prosperità economica e sostenibilità ambientale possono coesistere. Mentre le industrie di tutto il mondo si confrontano con le esigenze dello sviluppo sostenibile, il lavoro di JBT Solutions offre preziose lezioni di innovazione, efficienza e consapevolezza ambientale. Il futuro della lavorazione industriale risiede indubbiamente in queste pratiche sostenibili che rispettano e preservano il nostro pianeta, promuovendo al contempo la crescita economica.

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