Termofluidodinamica applicata ai processi industriali di pastorizzazione e raffreddamento

In the field of food technologies, heat exchange problems are increasingly emerging as a frontier of studies and analyzes as they are little or not considered to date. In particular, the heat exchange between food conditioning systems (refrigeration, drying, pasteurization, temperature reduction) and food itself presents very high levels of difficulty due to the properties of the materials, the heat exchange method and the simultaneous presence of more processing phases. One of the sectors of greatest interest is that of bottled liquids. These, inside them exchange heat through the phenomenon of natural convection but outside they exchange heat through forced convection. The influence on the process of these phenomena is conditioned by the nature of the fluid itself which can exhibit different behavior if it were to deal with fluids with characteristics very similar to water, fluid with a behavior known in many different conditions, or food fluids obtained as aqueous solutions of pulps of different fruits. Being in the food sector, all treatments must comply with the sanitary conditions required by the regulations which also require experimental verification of the realization of the heat treatment such as the verification of the pasteurization units after the pasteurization treatment in one of the most consumed products at the world, beer. The project aims to address the main problems related to food pasteurization treatments using tunnel machines with analytical (VEM) and numerical (CFD) instruments and with experimental tests conducted at a laboratory outside the University of Ferrara where the course takes place of the Doctorate. The project, in fact, is the result of the collaboration between the university and a world leader in the production of tunnel machines for the heat treatment of food products named Sidel which is based in Verona and which provides the laboratories and the whole knowledge developed and accumulated over the years.

Nel campo delle tecnologie alimentari, sempre di più le problematiche di scambio termico stanno evidenziandosi come una frontiera di studi e analisi in quanto poco o per niente considerate fino ad oggi. In particolare, lo scambio termico tra sistemi di condizionamento degli alimenti (refrigerazione, essicazione, pastorizzazione, abbattimento della temperatura) ed alimenti stessi presenta livelli di difficoltà molto elevati a causa delle proprietà dei materiali, della modalità di scambio termico e della presenza contemporanea di più fasi di processamento. Uno dei settori a maggiore interesse è quello dei liquidi imbottigliati. Questi, al loro interno scambiano calore tramite il fenomeno della convezione naturale ma all’esterno scambiano calore tramite convezione forzata. L’influenza sul processo di questi fenomeni viene condizionata dalla natura del fluido stesso che può presentare comportamento diverso se si dovesse trattare di fluidi con caratteristiche del tutto simili all’acqua, fluido dal comportamento noto in molte condizioni diverse, o di fluidi alimentari ottenuti come soluzioni acquose di polpe di frutti diversi. Essendo nell’ambito alimentare, tutti i trattamenti devono rispettare le condizioni igienico sanitare richieste dalle normative che richiedono anche la verifica sperimentale della realizzazione del trattamento termico come ad esempio la verifica delle unità di pastorizzazione dopo il trattamento di pastorizzazione in uno dei prodotti più consumati al mondo, la birra. Il progetto intende affrontare le principali problematiche legate ai trattamenti di pastorizzazione degli alimenti tramite macchine a tunnel con strumenti analitici (VEM) e numerici (CFD) e con prove sperimentali condotte presso un laboratorio esterno all’Università degli Studi di Ferrara dove si svolge il corso del Dottorato. Il progetto, infatti, è il frutto della collaborazione tra l’università e una azienda leader mondiale nella produzione di macchina a tunnel per il trattamento termico di prodotti alimentari di nome Sidel che ha sede a Verona e che mette a disposizione i laboratori e tutta la conoscenza sviluppata e accumulata nel corso degli anni.