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Sanification of legumes from pests by microwave.

Luogo : Bari, italy, Europe
Quantitative & qualitative enhancement of crop products Quantitative & qualitative enhancement of crop products
Budget totale: € 460.000,00 | Periodo: Da ottobre 2006 A novembre 2009

Sintesi

L’esperienza ha prodotto risultati che rappresentano una svolta nelle tecniche di disinfestazione di legumi e cereali attraverso una metodologia di disinfestazione a microonde alternativa all'uso di fumiganti: gas chimici che producono residui negli alimenti per lungo tempo, esponendo il consumatore al rischio di intossicazione.
Le ricadute applicative riguardano i settori post raccolta e quello della conservazione di materie prime difficilmente prive di infestanti, con ricadute economiche che consentono il recupero di un 10-15% di prodotto.
La tecnica al microonde, rispetto ai sistemi di disinfestazione chimica, presenta vantaggi quantitativi, assicurando, nel caso di produzioni biologiche, un’elevata qualità alimentare fino al consumatore.
L’innovazione sviluppata non produce impatto sull’ambiente e sulla salute umana: mantiene inalterate le caratteristiche di salubrità, nutrizionali, sensoriali e di germinabilità del prodotto che può essere consumato subito dopo il trattamento.

Partnership

Electro Magnetic Innovative Technologies - Italia

Candidato guida

La EMITECH srl (Elctro Magnetic Innovative Technologies) è un’azienda con know-how specifico nel settore della ricerca sull’applicazione dell’energia elettromagnetica per scopi industriali. Si propone obiettivi a lungo termine investendo ingenti risorse in Ricerca e sviluppo ponendosi quale azienda fornitrice di tecnologie innovative nei settori Beni Culturali, Agrofood ,Packaging, Ambiente. Le principali attività riguardano le schermature elettromagnetiche in ambito militare, civile, biomedicale e industriale. Nel settore Agroalimentare ha condotto studi sull’interazione fra energia elettromagnetica alla frequenza delle microonde e matrici di origine vegetale destinate all’alimentazione umana che hanno prodotto Brevetti Internazionali e la ingegnerizzazione di impianti industriali innovativi per la essicazione e la sanificazione di legumi e cereali in post raccolta con capacità di produzione (portata oraria) implementabile nel tempo.

I Murgini - Italia

Partner dell'iniziativa

I Murgini è un’azienda agricola situata nel Parco dell’Alta Murgia produttrice di legumi e cereali biologici. I prodotti a marchio “I Murgini” sono coltivati senza l’uso della chimica; sani e sicuri, hanno il sapore ed il profumo della Murgia. L'azienda agricola ha adottato la tecnica di sanificazione MiSyA in post raccolta per preservare il sapore e le qualità nutrizionali dei semi. Questo trattamento consente di tutelare la salute degli operatori, rispettare l’ambiente e proteggere il consumatore dalle fosfine. “Questa scelta, dice il patron de I Murgini, rappresenta anche l’adozione di un modello d’impresa orientato verso il cambiamento della società e la sua evoluzione verso la crescita sostenibile. Infatti, riteniamo che questa possa realizzarsi solo attraverso la consapevolezza diffusa, in ciascuno di noi, di essere parte attiva e determinante del sistema, all’interno del quale l’azione di ogni singolo individuo contribuisce a disegnare gli scenari futuri”.

Riseria Monferrato s.p.a. - Italia

Partner dell'iniziativa

Lavorazione indusriale e trasformazione di cereali, riso e legumi biologici destinati all Grande Distribuzione Organizzata nazionale e internazionale con l'80 % della produzione verso paesi europei e americani.

Agricultural Research Council, CRA IAA, Milan - Italia

Partner dell'iniziativa

Nell’ambito del CRA, il CRA-IAA è una struttura che sostiene obiettivi di qualificazione dei sistemi agroalimentari ed agroindustriali, afferente al Dipartimento di Trasformazione e Valorizzazione dei prodotti agroindustriali. L'Unità di ricerca si occupa di aspetti biologici, biochimici e merceologici della trasformazione e conservazione dei prodotti agricoli con attività prevalenti nei settori delle tecnologie di post-raccolta per gli orto-frutticoli e con particolare riferimento al miglioramento delle caratteristiche nutrizionali e sensoriali dei prodotti agro-alimentari e al monitoraggio e miglioramento della qualità lungo tutta la filiera agroalimentare. Si occupa di innovazione di prodotto e di processo, sviluppando progetti per sostenere lo sviluppo delle imprese e garantire la tutela del consumatore finale.

Agricultural Research Council, CRA ABP, Florence - Italia

Partner dell'iniziativa

CRA-ABP si occupa di valorizzazione e difesa del suolo, dei sistemi agro-forestali e delle derrate alimentari dai danni di insetti, acari, nematodi. Prevalentemente l'attività riguarda la caratterizzazione dei processi pedologici, cartografia, degradazione dei suoli, desertificazione, emissione di gas serra, ecologia microbica, diagnosi e difesa da fitofagi e fitoparassiti, biodiversità e qualità ambientale. Le principali linee di ricerca legate alla proposta sono: sostenibilità ambientale delle attività antropiche, aspetti biologici (biodiversità del suolo, studio della composizione e funzionalità delle comunità microbiche, quantificazioni emissioni gas serra, sequestro del carbonio, ecc.), rapporti suolo-qualità dei prodotti (vino, olio, ecc.), messa a punto di metodi e tecnologie innovative, analisi d'immagine.

MISYA: MICROWAVE TREATMENT FOR NATURAL SAFE FOOD Una TECNOLOGIA “ECO” per la QUALITA’ e la SICUREZZA degli alimenti! Attualmente nel mondo i cereali e i legumi, dopo il raccolto, vengono disinfestati con prodotti chimici tossici per eliminare i parassiti che determinano perdite superiori al 10% nei paesi industrializzati e di oltre il 35 % nei Paesi in Via di Sviluppo. La nostra esperienza ci ha permesso di sviluppare una tecnologia innovativa ed eco compatibile per la disinfestazione in post raccolta attraverso un trattamento termico a microonde. MISYA, senza alcun inquinante chimico, elimina i parassiti garantendo la sicurezza degli alimenti e preservandone le proprietà organolettiche e nutritive dal campo alla tavola. La nostra tecnologia consente di migliorare e prolungare la conservazione delle derrate alimentari, abbattendo le perdite in fase di stoccaggio e aumentando la quantità di cibo disponibile per il consumo umano, nel pieno rispetto dell’ambiente.

L’innovazione prodotta è rappresentata da una tecnologia che consente la conservazione delle derrate alimentari senza l’impiego di sostanze chimiche.
Al centro della nostra esperienza abbiamo posto la sicurezza alimentare, la salvaguardia dell’ambiente e la tutela dei consumatori.
MISYA non è solo innovazione a livello tecnologico, ma rappresenta una rivoluzione nella cultura alimentare ponendosi l’obiettivo di rendere consapevoli i consumatori, i produttori e le Istituzioni Politiche che esistono alternative che permettono di produrre e conservare gli alimenti senza l’impiego di sostanze tossiche.
E’, dunque, stata intrapresa un’opera di informazione e sensibilizzazione soprattutto degli Enti pubblici e politici affinché all’innovazione tecnologica segua un’“innovazione” normativa che favorisca le nuove tecnologie “sane” e “sicure” rispetto a quelle tradizionali dannose per l’ambiente e la salute umana.

Legumi infestati L’infestazione delle derrate alimentari, come cereali e legumi, avviene maggiormente sul campo e prosegue durante la coltivazione. Dopo il raccolto, per contenere le perdite quantitative (scarto) e qualitative (deprezzamento) del prodotto, si rende necessario effettuare la disinfestazione per arrestare l’attività dei parassiti nella fase di conservazione. La disinfestazione è un’operazione molto delicata e, attualmente, viene eseguita con gas tossici che rilasciano residui chimici sul cibo e inquinano l’ambiente.
Principio idi funzionamento della tecnologia Misya La figura mette in evidenza la modalità con cui avviene il riscaldamento delle derrate all’interno del dispositivo MISYA. La spirale, messa in movimento da un motore elettrico , trasporta i semi da disinfestare dalla zona di carico allo scarico. Durante il transito le microonde riscaldano i semi uniformemente fino a 60° circa. A questa temperatura gli infestanti vengono distrutti in tutte le forme vitali: uova – larve – pupe - adulti.

La nostra esperienza è nata e si è sviluppata in Puglia, nel Sud Italia, area geografica la cui economia è ancora oggi basata in gran parte sull’agricoltura, ma caratterizzata dalla presenza di un’industria tecnologicamente avanzata.
Il cibo italiano è da sempre associato alla qualità e i produttori italiani sono costantemente alla ricerca di soluzioni che consentano di garantire alti standard qualitativi.
I primi impianti a microonde prodotti dalla nostra azienda su scala industriale sono stati installati presso PMI del Sud e del Nord Italia attive nella lavorazione di riso e legumi biologici.
Tuttavia, per carenza di informazioni, persiste un’infondata diffidenza verso i nuovi sistemi di disinfestazione a microonde benché le evidenze scientifiche ne garantiscano l’assoluta sicurezza per i consumatori e per l’ambiente.
La nostra esperienza può essere trasferita in altri contesti geografici e climatici e la sua flessibilità la rende particolarmente adatta ai Paesi in Via di Sviluppo

Disinfestazione Legumi con Misya l video mostra la disinfestazione di lenticchie in post raccolta presso un’azienda agricola produttrice di cereali e legumi biologici. Attraverso la tecnologia MiSyA quest’azienda assicura un prodotto esente da sostanze tossiche.
Disinfestazione cereali: Confronto Fosfine - Microonde Il Video mette a confronto due tecniche di disinfestazione: chimica con uso di sostanze tossiche e fisica con microonde (Tecnologia MiSyA)
Impianto installato presso una riseria Il video descrive il funzionamento dell'impianto installato presso una riseria del Nord Italia attiva sulla lavorazione di prodotti biologici nazionali e di importazione. Nel video vengono anche raccolte testimonianze degli utilizzatori della tecnologia a microonde.

I risultati principali sono rappresentati dai BENEFICI SOCIALI derivanti dalla possibilità offerta ai consumatori di disporre di cibi sani, sicuri e privi di sostanze chimiche tossiche.
Dal punto di vista ECONOMICO, le aziende del settore alimentare che hanno adottato il processo MISYA hanno migliorato considerevolmente la propria competitività rispetto ai concorrenti, sia aumentando lo standard qualitativo dei prodotti, sia abbattendo i costi derivanti dalle perdite di prodotto in fase di stoccaggio e conservazione.
Inoltre, i tempi di trattamento particolarmente veloci e le caratteristiche del processo a microonde hanno consentito un contenimento delle dimensioni degli impianti, risparmi sui costi fissi di struttura  e un’elevata flessibilità produttiva.
L’alta efficienza degli impianti consente anche un notevole risparmio energetico.
L’eliminazione di sostanze chimiche dal processo produttivo ha, infine, apportato benefici in termini di sicurezza per i lavoratori.

Germinabilità Il test di germinabilità è stato eseguito su campioni di cereali e legumi non trattati e trattati a 60°C con Misya.il diagramma mostra che per alcune specie di legumi la germinabilità post trattamento con microonde è migliorata.
Mortalità insetti Il diagramma radar mostra la % di mortalità degli insetti in tutti gli stadi vitali (uova, larve, pupe e adulti), quando cereali e legumi vengono riscaldati con microonde. la mortalità è al 100% alle temperature comprese fra 56 e 60 °C.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Caratteristiche di trasformabilità dei prodotti dopo microonde L’influenza del trattamento di sanificazione sulla qualità finale dei legumi trasformati è stata valutata comparando l’aspetto, il colore, la capacità di reidratazione, la durezza e la masticabilità dei legumi trattati con le caratteristiche proprie di legumi non sottoposti a trattamento. Le immagini e i grafici mostrano come la sanificazione a microonde non influenza negativamente i parametri considerati assicurando un’elevata attitudine alla trasformazione anche dopo il trattamento a 60°C.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Relazione di valutazione scientifica ex post La relazione è stata redatta dal Prof. Giovanni Lercker - Dipartimento di Scienze degli alimenti - Università di Bologna, nella qualità di esperto scientifico nominato dal MIPAAF per la valutazione "in itinere" ed "ex post" del progetto RISALE. La relazione riporta gli elementi di valutazione complessiva sugli obiettivi perseguiti nell'ambito del progetto RISALE.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Relazione finale CRA Nella relazione finale del Progetto finalizzato "RISALE", finanziato dal MIPAAF, vengono evidenziati gli step delle attività svolte dalle varie unità operative che hanno partecipato alla ricerca e ai risultati perseguiti.

Con MISYA si dà una risposta al bisogno di tutti i consumatori, e marcatamente a quelli della filiera del biologico, di poter disporre e consumare cibi sani.
Si soddisfano anche i bisogni dell’intera filiera produttiva perché il processo a microonde applicato prima dell'esportazione, all'arrivo, o durante la trasformazione nel Paese d'importazione, non solo riduce considerevolmente le perdite di prodotto, ma abbatte il rischio fitosanitario, contribuisce alla preservazione della biodiversità e migliora la sicurezza alimentare:
-  I PRODUTTORI eliminano i prodotti chimici dai processi di stoccaggio; riducono i costi di trattamento di sanificazione, garantiscono una migliore e più lunga conservabilità dei prodotti;
- I TRASFORMATORI di alimenti, trattano materie prime più sane, a più basso costo, stoccabili per tempi più lunghi;
-  I COMMERCIANTI possono offrire prodotti che incontrano meglio i bisogni dei propri clienti. 

Intervista Granoro- pastificio Commento di Marina Mastromauro, CEO della Granoro srl, uno dei più rinomati pastifici italiani al mondo.Viene evidenziato l’aumento del consumo dei prodotti biologici, l’attenzione dei consumatori verso prodotti sani, privi di residui chimici e la prospettiva di utilizzo della tecnologia a microonde nel comparto.
Intervista Selezione Casillo - mulino Opinione del Responsabile della Qualità del Molino Casillo SpA, uno dei più grandi molini di grano duro in Europa- Vengono esposte le problematiche legate all’infestazione del grano e la particolare attenzione per le tecnologie innovative.
Intervista ad un consumatore Nell'intervista vengono poste alcune domande ad un consumatore relativamente all'utilizzo dei prodotti chimici nella fase di post raccolta dei legumi e dei cereali e un'opinione circa l'utilizzo delle microonde in sostituzione ai prodotti chimici.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Metodologie di disinfestazione a confronto Il documento riporta le esperienze di un imprenditore del settore del riso biologico circa l'utilizzo delle varie tecniche di disinfestazione dallo stesso sperimentate. Da cinque anni questo imprenditore utilizza la tecnologia a microonde MISYA.

L’esperienza è stata condotta da un team multidisciplinare composto da 22 esperti con competenze sussidiarie e integrative provenienti dal mondo scientifico, accademico e industriale.
Coordinatore: Dr. Pio Roversi, entomologo presso il CRA-ABP per le attività di ricerca sulla determinazione della temperatura letale degli infestanti e le verifiche sull’efficacia delle microonde;
Dr. Andrea  Maestrelli, CRA-IAA di Milano per il controllo e verifica della salubrità di legumi e cereali post trattamento;
Dr. Raffaella Lovino del CRB per i test di germinabilità;
Ing. Antonio Diaferia della Emitech, che ha coordinato la progettazione degli impianti MISYA a microonde su scala industriale;
Prof. Giorgio Franceschetti dell’Università di Napoli ha curato gli aspetti teorici della sperimentazione;
Prof. Giovanni Lercker esperto scientifico nominato dal Ministero delle Politiche Agricole .
Le aziende I Murgini e la Riseria Monferrato presso le quali sono state effettuate le prove sul campo.

Foto del gruppo di ricerca “RISALE” Da Sinistra verso destra Pio Federico Roversi CRA ABP Firenze (Coordinatore del progetto) Elisabetta Gargani CRA ABP Firenze Antonio Diaferia EMITECH Srl Nicola Diaferia EMITECH Srl Francesco Bongiovanni MIPAAF DISR IV Lucia Pinto MIPAAF DISR IV Tiziana Cattaneo CRA IAA Milano Francesco Vignola RISERIA MONFERRATO SpA Stefano Bisoffi CRA- DIREZIONE. SCIENTIFICA Giovanni Lercker UNIBO ESPERTO SCIENTIFICO MIPAAF
Attività CRB La Dr. Raffaella Lovino, Dirigente del Centro di Ricerca Bonomo , ha svolto attività di analisi sulla germinabilità dei legumi e dei cereali post trattamento con le microonde.
Esperienza utilizzatore Misya Video intervista al titolare dell'azienda "I MURGINI", Dott. Saverio Verna, produttore di cereali e legumi biologici ed utilizzatore della tecnologia MiSyA.
../file-system/small/pptx ../file-system/small/pptx Organigramma RISALE Si evidenziano le Unità operative che hanno partecipato al progetto finalizzato "RISALE", finanziato dal MIPAAF, con descrizione dei ruoli e delle attività svolte.

La prima difficoltà che abbiamo dovuto fronteggiare ha riguardato la definizione dei protocolli del processo termico a microonde a cui sottoporre i prodotti alimentari al fine di garantire il 100% di mortalità degli infestanti senza indurre alterazioni qualitative agli alimenti.

Un secondo problema ha riguardato l’uniformità di disinfezione per tutte le forme di infestanti (uova,,larve pupe e insetti adulti) durante il processo:
è una difficoltà comune a tutte  le altre tecnologie ma che noi siamo riusciti a risolvere completamente.

Sono state effettuate sperimentazioni in laboratorio, successivamente validate sul campo in ambito industriale, attraverso le quali, con l’adozione di un sistema di trasporto a spira e l’identificazione dei protocolli di trattamento, possiamo garantire il 100% dell’efficacia del trattamento con rese produttive orarie adeguate alle esigenze industriali senza compromettere, anzi migliorando la germinabilità delle sementi.                            

Nastro trasportatore Nella prima fase della sperimentazione è stato implementato nell’impianto a microonde il trasporto mediante nastro trasportatore. Le difficoltà riscontrare hanno riguardato: - Disomogeneità della temperatura sulla massa irraggiata; - Scarsa efficacia del trattamento sugli insetti adulti. Questi, infatti, durante l’innalzamento della temperatura del prodotto sottoposto a trattamento, migravano verso zone più fredde del vano di trattamento.
Prof. Giorgio Franceschetti Nella scelta del trasporto elicoidale è stato necessario effettuare simulazioni termiche ed elettromagnetiche mediante software. Questo ha consentito di ottimizzare il dimensionamento geometrico dell’elicoide per ottenere l’uniformità di riscaldamento della massa trattata a cui ha corrisposto il 100% della mortalità degli infestanti.
Trasporto elicoidale Le difficoltà riscontrate con il nastro trasportatore sono state superate con il ricorso ad un trasporto con elicoide. In questo modo si garantisce sia il rimescolamento del prodotto durante il trasporto sia il confinamento degli insetti adulti ad un volume che raggiunge la temperatura letale, garantendo la totale disinfestazione.

Lo stato dell’arte ci consente di affermare che la metodologia MISYA rappresenta una Best  Available Technology  per la disinfestazione di cereali e legumi in quanto coerente con le strategie della UE e FAO sulla lotta contro la diffusione di specie esotiche invasive, connesse alla movimentazione internazionale dei cereali:

- elimina il 100% dei prodotti chimici impiegati nei processi tradizionali;
(La metodologia MiSyA , implementata globalmente, eliminerebbe annualmente dalle nostre tavole e dall’ambiente 130.000 Ton di Bromuro di Metile e di Fosfine e circa 73 milioni di Ton di CO2).
- comporta l’80 % risparmio energetico rispetto al processo di disinfestazione con basse temperature;
- contrasta l’introduzione degli OGM;
- contribuisce al mantenimento della biodiversità e dell’ecosistema perché per i cereali e i legumi è garantita la germinabilità dopo il trattamento;
- riduce il rischio di introduzione e diffusione di organismi nocivi da quarantena in nuove aree geografiche.

MISYA – impianto a microonde La disinfestazione a microonde avviene attraverso il trattamento termico della derrata attraverso le microonde, in un ambiente schermato, ovvero tutta l’energia viene concentrata sul prodotto senza contaminare l’ambiente circostante risultando sicura anche per gli operatori. Il personale dedicato alla disinfestazione si limita a controllare il processo attraverso un touch screen posto in prossimità dell’impianto.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Fosfine usate in post raccolta Le fosfine, largamente utilizzate per la disinfestazione in post raccolta, sono sostanze altamente pericolose per l’ambiente e pertanto il loro utilizzo è affidato a personale qualificato e dotato di speciali dispositivi di sicurezza. Nell’etichetta di una fosfina in commercio sono riportati tutti i rischi legati all’uso di questa sostanza e le precauzioni da prendere per l’utilizzo.
../file-system/small/pptx ../file-system/small/pptx Produzione cereali/uso pesticidi Il grafico mostra il trend di crescita della produzione mondiale dei cereali con il conseguente aumento di pesticidi per la disinfestazione in post raccolta.

La metodologia MiSyA è fonte di sviluppo duraturo poiché dà risposte concrete e soddisfa le esigenze dell’Agroindustria sempre più orientata ad offrire prodotti salubri attraverso processi che non inquinano l’alimento e l’ambiente.
Gli studi eseguiti sull’interazione delle microonde con materia di origine vegetale ha aperto ulteriori possibilità di applicazioni in altri settori.
Notevole il successo avuto in FAO in aprile 2013 con l’approvazione e l’inserimento nello Standard ISPM 15 del metodo  a microonde per la  disinfestazione del materiale in legno utilizzato per la movimentazione delle merci nei trasporti internazionali.
Altre applicazioni di successo nel contesto della FOOD SAFETY riguardano: l’inertizzazione della salmonella nei pinoli, la sanificazione di datteri,fichi,noci,uva sultanina, semole, amido di mais, abbattimento della carica batterica per migliorare la shelf life degli alimenti.
E’ in atto la validazione del compostaggio dei rifiuti organici  con le microonde.

../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Trasferimento della tecnologia a microonde Trasferimento della tecnologia a microonde nel settore del packaging e disinfestazione dei datteri (Tunisia)

Diversi contributi sono stati presentati in Convegni Nazionali e Internazionali di settore per la divulgazione dei risultati in contesti scientifici e industriali. Diversi sono stati i lavori pubblicati su riviste e sui siti Istituzionali del Ministero Italiano per le Politiche Agricole, Alimentari e Forestali (MIPAAF); del CRA- Consiglio per la Ricerca in Agricoltura; dell’Accademia dei Georgofili di Firenze, di CIBUS TEC. Per il 18.09.14 è stato organizzato un Convegno Tematico Nazionale presso il CRA sulla valorizzazione della tecnologia di disinfestazione delle derrate alimentari con le microonde, in relazione alla FOOD Security and Quality. Azioni di divulgazione sono state realizzate in contesti ristretti presso la FAO e le Agenzie IFAD e UNIDO nell’interesse di questi Enti di farsi promotori di innovazioni tecnologiche volte allo sviluppo del settore industriale ed al miglioramento delle capacità di attrazione degli investimenti nei Paesi in Via di Sviluppo (PVS).

../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Brochure macchinario MISYA Scheda descrittiva dell'impianto MISYA, nel quale sono descritte tutte le caratteristiche elettriche, capacità orarie e dimensionali di una versione dell'impianto.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Brochure tecnologia MISYA Brochure utilizzata per la comunicazione in fiere, eventi e/o congressi della tecnologia MISYA e dell'attività di ricerca che ci ha permesso di svilupparla.
../file-system/small/pdf ../file-system/small/pdf Elenco di siti e documenti Elenco di siti e documenti scaricabili attraverso i quali è stata divulgata l’attività di ricerca del progetto RISALE e la disseminazione dei risultati