Soluzioni per la produzione di prodotti da forno

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Automazione delle linee, controllo ottimale dei parametri quali temperatura e umidità relativa, ingredienti innovativi fanno del settore dei prodotti da forno uno dei più tecnologici nell’ambito alimentare.

Il settore dei prodotti da forno gode di un export importante, che copre il 40% della produzione. I costi che incidono maggiormente sono quelli delle materie prime, in particolar modo dovute alla disponibilità di frumento tenero a livello mondiale, e del confezionamento, principalmente per quanto riguarda il packaging. I consumi interni tengono soprattutto nell’area dei sostitutivi del pane e della biscotteria e pasticceria industrial

Accanto ad aziende di grandi dimensioni troviamo una serie di realtà medio-piccole, con una concentrazione dell’offerta localizzata soprattutto nel nord Italia. La concorrenza fra le diverse realtà industriali si gioca sul prezzo, le novità, le promozioni, i formati, il packaging. Il settore dei prodotti da forno è caratterizzato da un’elevata meccanizzazione e automazione, parziale o completa, di singole macchine e di intere linee produttive.

Implementazione di Industry 4.0 nella produzione di prodotti da forno

L’automazione delle linee produttive ne consente un controllo puntuale e affidabile e una maggiore rintracciabilità del prodotto. La progettazione della parte industriale, del sistema informativo, delle macchine e degli impianti sta diventando un cardine importante per tutte le aziende dei prodotti da forno, ancora di più per quelle che producono prodotti dedicati a chi soffre di intolleranze alimentari, prodotti senza glutine e senza lattosio, ma anche per i produttori di alimenti biologici.

Automazione e informatizzazione delle linee produttive permettono di prevenire le contaminazioni da ingredienti con glutine e non BIO con maggiore affidabilità. Con i controlli da remoto di macchinari quali la planetaria, la dosatrice e i forni rotativi è possibile raccogliere dati di tracciabilità delle produzioni, azionare e spegnere il macchinario con una programmazione adeguata al ciclo produttivo. Si può, ad esempio, accendere il forno in anticipo sull’orario di produzione.

È altresì possibile tracciare i prodotti in uscita e le prestazioni di ciascuna macchina. Lo operazioni automatizzate e meccanizzate comprendono il controllo, la regolazione e la gestione della produzione. Il livello di automazione e meccanizzazione nel settore dei prodotti da forno sta aumentando anche a causa della necessità di specializzazione della produzione e velocità delle linee produttive.

Agenti di stacco

Gli agenti di stacco hanno il compito di facilitare lo smodellaggio del prodotto. Questa operazione è fondamentale, perché consente di ottenere un prodotto omogeneo, ridurre i tempi di lavorazione e abbassare i costi di lavorazione. Gli agenti di stacco si posizionano tra il contenitore metallico e il prodotto da forno. Sono composti da un olio che funge da carrier senza azione di stacco, cere con potere di stacco e di ispessimento, emulsionanti che aiutano la shelf life del prodotto ed evitano la sua ossidazione, acqua che serve da agente di ispessimento insieme con le cere e componenti con funzione antiossidante.

Tra gli oli vegetali maggiormente utilizzati ci sono quello di colza e girasole che contengono numerose catene di acidi grassi insaturi e sono resistenti al calore, e l’olio di palma, utilizzato soprattutto per migliorare la stabilità all’ossidazione e ridurre al minimo l’effetto di carbonizzazione. Le cere vegetali sono miscele di esteri, alcoli, acidi saturi con catena da 14 a 30 atomi di carbonio. Si tratta di sostanze naturali di origine vegetale, come la cera di Carnauba, che si ricava dalle foglie di una palma, le cere liquide o miscele di cere usate per il loro potere staccante.

Gli emulsionanti vegetali servono a produrre un’emulsione fra due liquidi altrimenti immiscibili. La più utilizzata è la lecitina da olio di colza (E322). La scelta di un agente di stacco dipende da diversi parametri. Fondamentale ad esempio valutare le proprietà ossidative dell’agente di stacco; quindi preferire quelli con oli stabili alla temperatura, all’ossigeno e alla luce o con agenti antiossidanti.

In caso contrario, il prodotto fa forno potrebbe presentare odori e sapori sgradevoli. In questo caso è importante anche valutare il punto di fumo dell’olio, ovvero la temperature alla quale l’olio incomincia a produrre un fumo bianco. Altro parametro da prendere in considerazione nella scelta sono le proprietà di adesione, ovvero che l’agente di stacco aderisca alle pareti dello stampo e non scivoli sul fondo. Il risultato sarebbe un effetto frittura alla base del prodotto da forno e la difficoltà di stacco dello stesso dai lati dello stampo.

Soluzioni tecnologiche innovative per prodotti da forno arricchiti

Sono sempre più numerosi i prodotti da forno arricchiti di sostanze utili a contrastare o a integrare carenze nutrizionali. Alcuni ingredienti come il ferro influenzano in modo negativo le caratteristiche organolettiche dei prodotti da forno in cui sono inclusi o ne rendono più difficoltosa la digestione o l’assorbimento. Per questo sono state studiate diverse tecnologie microincapsulamento al fine di migliore la digeribilità di questi composti.

Anche l’acido sorbico (E200), utilizzato negli impasti con lievito naturale per inibire la proliferazione di muffe e lieviti viene microincapsulato. Se così non fosse potrebbe limitare la lievitazione, riducendo in maniera significativa il volume del prodotto. La microincapsulazione in una pellicola protettiva lascia intatto l’acido ascorbico fino al suo rilascio in cottura.

Intelligenza artificiale, blockchain e 5G

Intelligenza artificiale, blockchain e 5G possono essere utilizzate per tracciare l’intera filiera di produzione dei prodotti da forno, dalla coltivazione nel campo alla vendita al consumatore finale, migliorare gli standard qualitativi delle materie prime e ridurre l’impatto ambientale. Sistemi di sensori 5G installati in campi coltivati a cereali, in azienda e nei punti vendita permettono di seguire e monitorare, attraverso dati e immagini, tutte le fasi della produzione.

Modelli predittivi, computer vision e machine learning elaborano in tempo reale i dati raccolti in campo e in azienda, mentre la blockchain assicura la tracciabilità del prodotto lungo tutta la filiera produttiva. Tutto questo a vantaggio di agricoltori, fornitori, distributori, consumatori finali. Gli agricoltori possono ricevere in tempo reale informazioni essenziali per il buon esito del raccolto, mentre i produttori di prodotti da forno possono seguire la fase di coltura visualizzando i dati.

I sensori installati lungo la linea produttiva, la videoanalisi 5G e le reti neurali consentono di valutare diversi parametri produttivi, quali i livelli di pH dell’impasto, l’andamento della lievitazione, della cottura, del confezionamento e così via. Inoltre, grazie alla tecnologia Blockchain, il consumatore, grazie allo scontrino può accedere a tutti i dati raccolti durante la produzione e l’intera filiera, con un occhio di riguardo alla tracciabilità, l’autenticità e la qualità del prodotto.

Panificazione ritardata

Le tecniche di panificazione differita o ritardata sono utilizzate per fermare il processo produttivo, grazie alla surgelazione, e, solo quando occorre, ultimare la cottura per la vendita.  È possibile infatti precuocere il prodotto prima di surgelarlo. Una volta scongelato, il prodotto può finire la cottura. Tuttavia, per ottenere un prodotto finito di qualità occorre applicare tecnologie adeguate lungo tutto il processo produttivo, dalla formatura fino alla surgelazione.

La buona riuscita del processo si basa su diversi fattori, primo fra tutti la gestione della precottura. Rivestono un ruolo importante anche la formazione di pezzature non troppo grandi, le tecnologie per ostacolare la perdita di umidità, l’utilizzo di alcuni ingredienti funzionali, come i miglioratori, che aiutano a ottimizzare l’aspetto e la qualità del prodotto finito. La panificazione differita è possibile grazie alle camere di fermentazione, in grado di ritardare la fermentazione dell’impasto grazie all’utilizzo delle basse temperature.

La surgelazione del prodotto può avvenire dopo la formatura, dopo la lievitazione finale o dopo la precottura. Quest’ultima è la tecnica di panificazione differita più utilizzata. La cottura viene bloccata quando la pasta comincia a formare una sottile crosta, prima della colorazione. I prodotti vengono poi surgelati e la cottura finale avviene solo prima della vendita.

Se non si prendono alcuni accorgimenti, i prodotti potrebbero presentare difetti, come la crosta che si sfalda staccandosi dalla mollica, se la precottura è troppo lunga, o il collasso, se la precottura è insufficiente. Si è visto che pani con volume troppo importante sono meno adatti a questa tecnica, proprio perché rischiano di sfaldarsi. È possibile ridurre questo difetto con l’uso combinato di miglioratori, come gli idrocolloidi che trattengono l’acqua limitando l’essiccazione della pasta.

Temperatura e umidità sotto controllo

Nella produzione dei prodotti da forno risulta particolarmente importante il monitoraggio dell’umidità e della temperatura, soprattutto in linee di produzione automatizzate. Un’umidità troppo bassa prima della formatura ostacola la lievitazione. Se, invece, è troppo alta c’è il rischio di maggiore proliferazione microbica. L’attività dell’acqua, ovvero l’acqua libera da particolari legami con altri componenti, dunque, disponibile per reazioni chimiche e biologiche, anche per i microrganismi, negli alimenti può essere controllata attraverso l’aggiunta di additivi, come gli agenti umidificanti, imballaggi idonei, condizioni di conservazione favorevoli.

Il valore di attività dell’acqua di un prodotto si equilibra con quella dell’ambiente circostante. Per questo è importante misurare il suo livello in tutte le parti di un prodotto e dell’ambiente circostante. Il monitoraggio dell’attività dell’acqua, o anche dell’umidità relativa, e della temperatura è importante durante tutto il processo produttivo, durante la lievitazione, per garantire condizioni ambientali ottimali per la crescita dell’impasto, e la cottura. I forni moderni utilizzano sistemi di ventilazione equipaggiati con sensori di umidità e temperatura. I data logger sono strumenti in grado di misurare e registrare i dati relativi a temperatura e/o umidità.

Sul mercato ne esistono versioni compatte, waterproof, wireless, in grado di trasmettere i dati a distanza e con una grande memoria interna in grado di registrare moltissimi dati. Le aziende hanno a disposizione anche sonde di umidità e temperatura in grado di funzionare anche a temperature elevate come quelle dei forni e degli essiccatori. I trasmettitori invece sono dispositivi in grado di supportare anche due sonde per la misura dello stesso parametro o di due parametri diversi allo stesso tempo. Questi strumenti devono essere stabili, affidabili e precisi, ma anche facili da usare e da configurare.

Tecnologia spray per i prodotti da forno

La tecnologia spray automatizzata può essere utilizzata per la glassatura di pane, panini e pasticceria, il rivestimento di zucchero o di cioccolato, l’applicazione di materiali viscosi, di alcol, per garantire un rivestimento uniforme, eliminare lo spreco di ingredienti e ottimizzare l’applicazione. Allo stesso modo può servire al lavaggio delle uova, per lubrificare gli stampi,  pulire le attrezzature, applicare inibitori di muffa per prolungare la shelf life dei prodotti.

I sistemi moderni vantano un design igienico, una tecnologia che assicura un’alta precisione di applicazione, una facile pulizia e manutenzione limitata. Si tratta di sistemi a pompa o con recipienti a pressione. L’automazione fa sì che sia possibile regolare istantaneamente la portata, quindi controllare il dosaggio, in base alle variazioni della velocità della linea o altre condizioni operative.

Anche la temperatura è costantemente controllata. Alcuni augelli spruzzano aria di raffreddamento, opzione molto utile dopo l’applicazione di cioccolato o sciroppo di zucchero su biscotti, prodotti dolciari, noci, mandorle ecc. Sensori di pressione permettono il monitoraggio continuo della pressione di lavoro. Gli augelli sono regolabili in modo da spruzzare solo sui prodotti.