SOSTANZE GRASSE DI ORIGINE ANIMALE AD USO ENERGETICO Stato dell arte e problemi connessi con l impiego

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Daniela Lombardi
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1 SOSTANZE GRASSE DI ORIGINE ANIMALE AD USO ENERGETICO Stato dell arte e problemi connessi con l impiego Paolo Bondioli (INNOVHUB SSI-SSOG) Milano, 10 Febbraio

SOMMARIO 1. Sostanze grasse di origine animale: cosa sono? 2. Diamo un po di numeri 3. Questioni di natura sociale, ambientale e sanitaria 4. Tecnologie di produzione L operazione di rendering 5.

2 SOMMARIO 1. Sostanze grasse di origine animale: cosa sono? 2. Diamo un po di numeri 3. Questioni di natura sociale, ambientale e sanitaria 4. Tecnologie di produzione L operazione di rendering 5. Caratteristiche compositive e qualità delle sostanze grasse di origine animale 6. Principali problemi nell impiego tal quale o per produrre biodiesel 7. Conclusioni UNICHIM, Milano 8 Novembre

SOSTANZE GRASSE DI ORIGINE ANIMALE Le sostanze grasse di origine animale diverse dal burro derivano dal recupero della sostanza grassa contenuta in tessuti adiposi, scarti di lavorazione

3 SOSTANZE GRASSE DI ORIGINE ANIMALE Le sostanze grasse di origine animale diverse dal burro derivano dal recupero della sostanza grassa contenuta in tessuti adiposi, scarti di lavorazione dell industriali della carne alimentare, dal recupero da interiora, tessuti a rischio, alimenti scaduti, contenuti dei visceri, animali interi morti per incidente o malattia, animali ammalati. 3

4 DIAMO UN PO DI NUMERI 4

5 DIAMO UN PO DI NUMERI 5

6 DIAMO UN PO DI NUMERI 6

7 DIAMO UN PO DI NUMERI 7

DIAMO UN PO DI NUMERI Secondo dati EFPRA la produzione Europea di Grassi animali, nel periodo 2009 2014

8 DIAMO UN PO DI NUMERI Secondo dati EFPRA la produzione Europea di Grassi animali, nel periodo si è stabilizzata nell intorno di MT/anno. Categorie 1 e 2 rappresentano circa il 40 % del totale 8

9 DIAMO UN PO DI NUMERI 9

QUESTIONI DI NATURA AMBIENTALE, SOCIALE, IGIENICO-SANITARIA L operazione di rendering è considerata una scelta involontaria, dovuta all esistenza di una enorme quantità

Riveste quindi una importante funzione sociale, in quanto si preoccupa della trasformazione e smaltimento di materiale altamente deperibile, che non potrebbe essere

10 QUESTIONI DI NATURA AMBIENTALE, SOCIALE, IGIENICO-SANITARIA L operazione di rendering è considerata una scelta involontaria, dovuta all esistenza di una enorme quantità di materiale organico, generato dalla filiera della industria di produzione e trasformazione degli alimenti di origine animale. Riveste quindi una importante funzione sociale, in quanto si preoccupa della trasformazione e smaltimento di materiale altamente deperibile, che non potrebbe essere immesso nell ambiente, ma deve in qualche modo essere stabilizzato e, possibilmente, riutilizzato. I principali prodotti dell operazione di rendering sono le sostanze grasse di origine animale e le farine proteiche.

11 CLASSIFICAZIONE DELLE SG ANIMALI NON EDIBILI Sino alla fine del secolo scorso le SG di origine animale ad uso non alimentare erano classificate sulla base delle loro caratteristiche compositive e qualitative. Particolare importanza era data al cosiddtetto MIU (Moisture, Impurities, Unsaponifiable), che condizionava le rese di trasformazione in acidi grassi e glicerolo, nonché al numero di iodio, in base al quale si potevano identificare le destinazioni d uso. A partire dagli anni 2000, con il drammatico avvento della Encefalopatia Spongiforme Bovina BSE Morbo della Mucca Pazza, un pesante sconvolgimento nella filiera di trasformazione ha avuto luogo 11

12 IL REGOLAMENTO EC 1774/2002 Con la pubblicazione di questo regolamento le sostanze grasse non edibili vengono classificate secondo tre differenti categorie di rischio: Categoria 1: grassi da animali interi con BSE conclamata, sacrificati in campagne di eradicazione, animali selvatici, animali morti per malattia, tessuti a rischio di tutti gli animali, sostanze grasse recuperate da impianti trattamento acque, etc. Categoria 2: grassi da feci, contenuto dell apparato digerente, animali trattati con farmaci veterinari, etc. Categoria 3: grassi ottenuti dal rendering di sottoprodotti dell industria alimentare, di residui del catering, da alimenti scaduti Attenzione: l elenco è molto più dettagliato di quanto qui esposto 12

13 IL REGOLAMENTO CE 1069/2009 Con la pubblicazione di questo regolamento, che abroga il precedente, si mantiene la classificazione dei grassi secondo tre categorie di rischio, ma viene abolito l obbligo di distruggere i grassi di Cat. 1 all interno dello stabilimento di produzione. Per potere trasferire e trasformare altrove i grassi di Cat. 1 diventa obbligatorio un trattamento di sterilizzazione, da realizzare secondo una delle tecniche riportare nel Reg. CE 142/

14 TECNOLOGIE DI PRODUZIONE DRY RENDERING 14

15 TECNOLOGIE DI PRODUZIONE WET RENDERING 15

16 COMPOSIZIONE DEI GRASSI ANIMALI Caratteristiche di 36 campioni di grasso animale Cat. 3 Progetto Feeding Fats Safety Parameter Unit Min. Value Max. Value Median Value Average Value Moisture % Acid Value mg KOH/g Monoglycerides % Diglycerides % Peroxide Value meq O 2 /kg p anisidine Value Polymer content % Total tocopherols mg/kg Total tocotrienols mg/kg Saturated Fatty Acids % Monounsaturated Fatty Acids % n 3 Polyunsaturated Fatty Acids % n 6 Polyunsaturated Fatty Acids % C. Nuchi, F. Guardiola, R. Bou, P. Bondioli, L. Della Bella, R. Codony: Assessment of the levels of degradation in fat co- and byproducts for feed uses and their relationships with some lipid composition parameters J. Agr. Food Chem.57 (9), (2009) 16

17 COMPOSIZIONE GRASSI ANIMALI 17

18 PROBLEMI EMERSI NELL IMPIEGO ENERGETICO 1. Impurezze insolubili 2.Materie plastiche 3.Fosforo 4.Zolfo 5.Contaminanti inorganici 18

SOLUZIONE TECNOLOGICA: filtrazione a caldo, utilizzando

19 1. IMPURITA INSOLUBILI NATURA DEL CONTAMINANTE: terra, ruggine, polveri varie, frammenti di ossa, proteine, etc SOLUZIONE TECNOLOGICA: filtrazione a caldo, utilizzando eventualmente coadiuvanti di filtrazione, da accoppiare con un lavaggio acido 19

20 2. MATERIE PLASTICHE NATURA DEL CONTAMINANTE: polietilene e nylon che derivano dai contenitori utilizzati per la raccolta dei tessuti adiposi da inviare a rendering o da frammenti delle confezioni di alimenti scaduti inviati al riciclo. Spesso disciolti/dispersi nella sostanza grassa, non si possono eliminare per filtrazione. SOLUZIONE TECNOLOGICA: acid degumming, raffinazione chimica, adsorbimento su terre attivate all acido. 20

21 3. FOSFORO NATURA DEL CONTAMINANTE: il FOSFORO è presente nei grassi animali in diverse forme quali: Fosfati inorganici da rendering di materiale con ossa Fosfolipidi tradizionali (Lecitine) Fosfolipidi da tessuti nervosi (sfingolipidi) SOLUZIONE TECNOLOGICA: acid degumming, adsorbimento su terre attive, preghiera 21

4. ZOLFO NATURA DEL CONTAMINANTE: lo ZOLFO può essere presente in forma di: Glucosinolati (regno vegetale, oli da Brassicacea) Amminoacidi solforati (cistina, cisteina, metionina) Acidi grassi

22 4. ZOLFO NATURA DEL CONTAMINANTE: lo ZOLFO può essere presente in forma di: Glucosinolati (regno vegetale, oli da Brassicacea) Amminoacidi solforati (cistina, cisteina, metionina) Acidi grassi solfonati (possibile se si usa acido solforico) Sulfolipidi (sulfocerebrosidi, glicolipidi solfati, etc. ) SOLUZIONE TECNOLOGICA: non esiste una modalità univoca di rimozione del fosforo, dipende dalla sua natura 22

23 Rimozione dello Zolfo - Esempio n. 1 Grasso animale cat. 3 Sample S content mg/kg Reduction from initial concentration (%) Crude animal fat 79 0 Degumming with H 3 PO Chemical refining Bleaching TDA + silica Deodorized 2 hours C 1 mbar Biodiesel from refined fat Biodiesel after distillation

24 Rimozione delle Zolfo Esempio n. 2 Grasso animale cat. 1 Sample S content mg/kg Reduction from initial concentration (%) Crude animal fat 79 0 Degumming with H3PO Bleaching TDA + silica Physical refining 7 hours C 1 mbar Biodiesel from refined fat Biodiesel after distillation

25 Rimozione dello Zolfo Esempio n. 3 Grasso animale grezzo 44 mg/kg Grasso animale decolorato 38 mg/kg Grasso animale cat. 1 Grasso dopo physical refining 26 mg/kg 25

26 Rimozione dello Zolfo - Conclusioni Lo Zolfo si trova nei grassi animali sotto diverse forme. Non esiste quindi una tecnica di elezione per il suo allontanamento Talvolta è impossibile raggiungere concentrazioni di S ridotte A ulteriore conferma dell ipotesi relativa alla distribuzione dello S nelle sostanze grasse testimonia il fallimento dei tentativi di utilizzare la tecnica ICP nei grassi animali e nel biodiesel (CEN TC 19/JWG1), dimostrata nel corso dell esercizio di comparazione dei risultati tra questa tecnica e quella attualmente in uso 26

27 CONCLUSIONI GENERALI - 1 Le sostanze grasse di origine animale sono sempre più attrattive per la produzione di energia, utilizzate tal quali o trasfrormate in biodiesel. Questa attrattività si è declinata in tipologie di produzione che prima non esistevano, quali ad esempio i grassi di Cat. 1 che un tempo dovevano essere distrutti Non è possibile definire a priori la qualità e le composizione di una materia prima, unico carattere che unifica il settore è la non omogeneita E di fondamentale importanza sviluppare sensibilità nel cercare di classificare i materiali in funzione delle problematiche che si possono creare 27

CONCLUSIONI GENERALI - 2 Nel conto economico di fattibilità vanno considerate le rese di trasformazione, che possono penalizzare pesantemente

28 CONCLUSIONI GENERALI - 2 Nel conto economico di fattibilità vanno considerate le rese di trasformazione, che possono penalizzare pesantemente il processo Last but not least si consideri che il glicerolo che si ottiene come sottoprodotto del biodiesel così ottenuto non è commerciabile 28

29 LA RIVISTA ITALIANA DELLE SOSTANZE GRASSE Animal fats for non-food uses - a review of technology and critical points P. Bondioli 1 *, G.P. Carelli 2, M. Grosso 2 1 INNOVHUB Stazioni Sperimentali per L Industria S.r.l. Area Oli e Grassi - Milano, Italy In press, no. 1/ Lipitalia 2000 SpA Torino, Italy La Rivista Italiana delle Sostanze Grasse, dal 2018 in Open Access a: 29

30 GRAZIE PER L ATTENZIONE Progetti di Ricerca e Rapporti con le Aziende UNICHIM, Milano 8 Novembre

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