Essiccazione lenta dei cereali

Le grandi colture estive, quali mais, riso, sorgo, soia e girasole interessano un'ampia superficie agricola in Italia. Prendendo in considerazione il mais, ad esempio, la superficie dedicata a questa coltivazione è pari a circa 980.000 ettari, con volumi prodotti di circa 8 milioni di tonnellate (MIPAAF, 2013). Tutte queste colture richiedono l’essiccazione artificiale della granella in impianti specifici in quanto l’umidità alla raccolta non permette nei nostri ambienti di ottenere un’umidità tale da consentire la corretta conservazione ed evitare alterazioni, ammuffimenti e pericolosi riscaldamenti (Aires 2008).  Questo fatto ha determinato la costruzione nel tempo di una rete di impianti predisposti all’essiccazione mediante l’impiego di aria calda e di ventilazione forzata. L’evoluzione recente è determinata dall’avvento di grandi impianti “a torre” o ciclo continuo, molto efficienti in termini di consumo energetico e capacità di lavoro.  La conseguenza di questo processo è stata la concentrazione delle strutture di essiccazione e stoccaggio nel cuore degli areali cerealicoli principali. Questo ha accresciuto gravemente la marginalità degli areali cerealicoli periferici, che tagliati fuori dal processo di concentrazione, hanno visto crescere le difficoltà e i costi per conferire la granella raccolta; conseguentemente si sono progressivamente ridotte anche le opzioni colturali rendendo più convenienti le colture vernine che non richiedono di norma il trattamento termico al seme. In questo contesto, a fronte di una profonda trasformazione della rete di impianti di essiccazione si viene a profilare l’interesse per introdurre sistemi innovativi di essiccazione basati sulla valorizzazione delle strutture di stoccaggio.

L’essiccazione lenta a bassa temperatura è un processo che si può svolgere nei normali silos di stoccaggio. Il principio su cui si basa è l’umidità di equilibrio cereale/aria, ovvero l’umidità alla quale giungerebbe il cereale dopo essere stato sottoposto a ventilazione per un lungo periodo di tempo. Nel caso del mais, ad esempio, ventilando il prodotto con aria a 25°C e 70% di umidità si otterrà un prodotto con umidità del 14%, qualsiasi sia l’umidità di partenza.

L’aria, in entrata dal basso nel silos, attraversa tutta la massa assorbendo l’umidità in eccesso del prodotto, fino a portarlo tutto all’umidità di equilibrio con l’aria che lo attraversa (13-14%), secondo quanto illustrato nella Figura 1.

figura 1 - processo di essiccazione lenta

Con l’avanzare dei giorni, il fronte di essiccazione si sposta verso l’alto, a mano a mano che il prodotto raggiunge l’umidità di equilibrio con l’aria (13-14%). All’inizio del processo, solo gli strati bassi del prodotto saranno interessati dall’essiccazione. In questi, l’aria secca ambiente passerà e assorbirà umidità del prodotto, mentre la parte superiore rimarrà ancora umida, in quanto attraversata da un’aria che ha acquisito umidità dagli strati sottostanti. Al termine del processo tutti gli strati sono stati essiccati ed ha quindi termine l’essiccazione lenta.

L’essiccazione lenta a bassa temperatura è un processo lento, che anziché durare qualche ora (come nel caso degli essiccatoi tradizionali) con temperature di 70-115 °C, richiede circa 21 giorni con temperature di 3-5 °C superiori a quelle dell’aria ambiente.

L’impianto consta di un ventilatore, di un bruciatore a GPL/metano e di un controllore automatico che mantiene temperatura ed umidità dell’aria nei range prestabiliti per essiccare il prodotto e necessita di un silos con pavimento perforato per la circolazione dell’aria.

Il funzionamento del processo è il seguente: il silos viene caricato con il prodotto verde, preventivamente sottoposto ad una fase di pulizia. Quando nel silos sono presenti almeno 3 m di prodotto, si procede con l’attivazione del sistema, che provvederà in automatico ad inviare aria ambiente o leggermente riscaldata per ottenere l’essiccazione del prodotto entro 21 giorni al massimo. Nel frattempo si continua a caricare il silos fino al raggiungimento del pieno carico Si tratta di un processo che si basa sulla ventilazione del prodotto direttamente nel silos con aria ambiente o lievemente riscaldata, in modo da avere un effetto essiccante lieve con il fronte di granella secca che si innalza fino a raggiungere la sommità del cumulo di prodotto. L’innovazione nel processo proposto è il controllo automatico e continuo delle condizioni termo-igrometriche dell’aria ambiente, alla quale viene aggiunta una quantità di calore esatta e controllata, per mantenere l’umidità di equilibrio aria-cereale in un range di valori ai quali si desidera stoccare il cereale, attorno al 13-14%.

L’essiccazione lenta, essendo effettuata direttamente nel silo presenta velocità dell’aria molto inferiori rispetto agli essiccatoi tradizionali, con la riduzione notevole delle emissioni di polveri, e diventa quindi l’alternativa agli essiccatoi tradizionali per i piccoli impianti.

Dal punto di vista della qualità, la tecnologia applicata in altri paesi a livello sperimentale su mais (USA; Argentina) e su riso (Australia) ha consentito una maggiore uniformità di essiccazione, una riduzione delle rotture e fessurazioni (stress cracking) e quindi un aumento della qualità merceologica con effetti positivi sulla possibilità di decontaminare la granella dalle micotossine grazie alla più efficace ed agevole pulizia. Prove fatte su pop-corn , hanno consentito di incrementare notevolmente il volume di pop-corn prodotto grazie alle assenze di rotture nei chicchi (De La Torre, D. & Bartosik, R. 2011).

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Impatto dei sistemi agricoli: Life Cycle Assessment (LCA) e la Carbon footprint
Energia rinnovabile dalle foreste
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Il metabolismo negli organismi viventi: vie di sintesi e di idrolisi
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Le dighe cinesi

processo di essiccazione lenta

Processo di essiccazione lenta. In giallo è rappresentato il prodotto da essiccare, in arancione quello già essiccato. Le frecce bianche indicano il fronte di essiccazione che si muove verso la parte alta del silos, la quale verrà essiccata per ultima.

processo di essiccazione lenta

Questa nuova tecnologia ad essiccazione lenta presenta numerosi vantaggi tra i quali troviamo degli importanti risparmi energetici e soprattutto termici (il risparmio medio di energia consumata è del 55%), che consentono di contenere i costi di essiccazione, di ridurre le emissioni di gas serra, inoltre l’azienda agricola riduce gli acquisti di gasolio per l’essiccazione del prodotto. La bassa velocità dell’aria all’interno del prodotto (80 volte inferiore rispetto agli essiccatoi tradizionali) non comporta l’emissione di polveri e questo è molto importante considerando le nuove normative sulle emissioni atmosferiche. Infine questa tecnica migliora molto la qualità della granella essiccata grazie all’assenza di rotture nella fase di essiccazione, aspetto molto importante per i prodotti destinati al consumo alimentare.

Sono comunque presenti anche dei limiti tra cui la necessità di modificare i silos esistenti  per rimuovere tutti gli sbarramenti al passaggio dell’aria all’interno del silos e della granella (il pianale del silos deve essere completamente forato e i condotti dell’aria vanno adeguati); inoltre le basse temperature dell’aria essiccata rendono notevolmente sensibile l’impianto alle variazioni delle condizioni meteorologiche, i tempi di essiccazione possono, quindi, variare in modo anche importante tra un anno e l’altro. In ogni caso se si opera con umidità inferiore al 25% è garantita l’essiccazione del prodotto all’umidità finale del 14%.

De La Torre, D. and R. Bartosik (2011). Drying popcorn with a natural air/low temperature in-bin drying system. XXXIV CIOSTA CIGR V Conference 2011, Vienna.

MIPAAF 2013. Dati statistici sulla produzione e superfici coltivate a mais e orzo.