I vantaggi ambientali del riempimento asettico

Immagine di WikiImage da Pixabay

Negli ultimi dieci anni circa, i vantaggi della tecnologia di riempimento asettico rispetto alle tradizionali tecniche di riempimento a caldo sono diventati ben noti nel settore alimentare e delle bevande. I vantaggi in termini di qualità del prodotto sono stati ben documentati e discussi.1 Tuttavia, i vantaggi ambientali, sia in termini di consumo energetico che di analisi del ciclo di vita tipico di questo metodo di imballaggio, sono meno compresi.

Numerosi studi di analisi del ciclo di vita (LCA) hanno dimostrato che le tecniche di riempimento asettico che utilizzano sistemi di pastorizzazione o sterilizzazione a trattamento ultratermico (UHT), basati su scambiatori di calore, hanno generalmente impatti ambientali inferiori.2,3 Ciò è dovuto a due principali fattori: l’imballaggio utilizzato nei due diversi processi e l’impronta energetica del processo stesso.

Il trattamento termico di prodotti alimentari e bevande e la produzione dei relativi imballaggi hanno impatti ambientali significativi.2 Tuttavia, nonostante ciò, sono stati condotti pochi studi sull’impronta energetica e altri impatti ambientali di questi processi.

Il riempimento asettico garantisce una solida qualità del prodotto, un impatto termico minimo sulla bevanda e una maggiore flessibilità nella progettazione delle bottiglie con la possibilità di utilizzare bottiglie o cartoni in PET più leggeri. Al contrario, il riempimento a caldo richiede un fabbisogno energetico maggiore, ha un impatto termico sulla bevanda stessa e presenta una minore flessibilità nel design della bottiglia rispetto al riempimento asettico.

Differenza chiave tra i sistemi In un sistema asettico (cold fill), il prodotto viene pastorizzato o sterilizzato utilizzando sistemi UHT e quindi raffreddato immediatamente. Viene quindi inserito nella confezione che è stata presterilizzata o talvolta sterilizzata durante il riempimento. Gli scambiatori di calore sono generalmente utilizzati sia per i processi di riscaldamento che di raffreddamento, consentendo un trasferimento di calore molto efficiente e l'uso della rigenerazione del calore per ridurre al minimo il fabbisogno energetico complessivo. In queste situazioni si ottiene un notevole risparmio energetico sfruttando il calore del prodotto caldo per preriscaldare quello freddo e viceversa.2

In un sistema di riempimento a caldo, il prodotto viene pastorizzato o sterilizzato (utilizzando scambiatori di calore o altre tecnologie termiche). La confezione viene quindi riempita ad alta temperatura (tipicamente tra 80°C e 92°C) che ha il risultato di sterilizzare la confezione. La confezione viene quindi inclinata o agitata per garantire il contatto completo con il prodotto caldo e la temperatura viene mantenuta per un periodo specificato, ad esempio due minuti. Successivamente l'imballaggio e il prodotto vengono raffreddati. Il modo in cui ciò avviene e il tempo necessario dopo il riempimento dipendono dal prodotto e dall'imballaggio. I metodi tipici includono tunnel di esplosione, refrigeratori d'acqua a caduta o persino celle frigorifere.

Sebbene l'investimento di capitale iniziale in un sistema asettico sia spesso superiore a quello di un sistema di riempimento a caldo comparabile, i sistemi asettici hanno costi operativi giornalieri inferiori (ad esempio, minore consumo di energia) e consentono l'uso di bottiglie in PET più leggere. Di conseguenza, il costo totale di proprietà (TOC) di un sistema asettico è inferiore rispetto a quello di un sistema di riempimento a caldo.

Differenza nell'LCA dell'imballaggioIn pratica ci sono molti diversi tipi di imballaggio utilizzati in entrambi i sistemi, anche se in termini generali i cartoni in cartone e le bottiglie in PET leggere vengono utilizzati con sistemi asettici, mentre le macchine per il riempimento a caldo sono associate a bottiglie in PET più pesanti, vetro o lattine.

Nel tentativo di confrontare accuratamente l'impatto ambientale di entrambi i sistemi, alcuni ricercatori hanno confrontato i sistemi asettici e di riempimento a caldo basati sulla produzione di bottiglie in PET da 500 ml di succo d'arancia.2 Poiché è necessaria una bottiglia di plastica di spessore maggiore per resistere alle temperature più elevate in nei sistemi di riempimento a caldo viene utilizzata più plastica (in questo esempio 24 g per il riempimento a caldo contro 16 g per il riempimento asettico). Di conseguenza, le emissioni di gas serra (GHG) associate all’imballaggio ammontano a 80,4 g di CO2e per bottiglia per il processo di riempimento a caldo, rispetto a 61,8 g di CO2e per bottiglia per il riempimento asettico, con un risparmio del 23,1%.