Confezionare gli alimenti….nella birra

I ricercatori dell’Empa hanno estratto la nanocellulosa da un prodotto di scarto della produzione della birra e l’hanno trasformata in un aerogel. Il materiale biodegradabile di alta qualità potrebbe essere utilizzato negli imballaggi alimentari.

 

 

 

I ricercatori dell’Empa hanno estratto la nanocellulosa da un prodotto di scarto della produzione della birra e l’hanno trasformata in un aerogel.

Il materiale biodegradabile di alta qualità potrebbe essere utilizzato negli imballaggi alimentari.

Tutto inizia con il mosto: la miscela di malto e acqua, che viene mescolata e riscaldata delicatamente per diverse ore.

Il liquido risultante è noto come mosto e, infine, diverse fasi di lavorazione dopo, come birra.

Il malto rimanente, noto come grano esausto del birraio, ha davanti a sé un percorso molto meno affascinante.

Di solito finisce come mangime per animali o nel cumulo di compost.

I ricercatori del laboratorio di cellulosa e materiali legnosi dell’Empa, guidati da Gustav Nyström, sono alla ricerca di modi per valorizzare questo residuo.

Hanno sviluppato un processo per produrre nanocellulosa di alta qualità dagli scarti del birrificio, una materia prima biodegradabile versatile che può essere trasformata, ad esempio, in materiali di imballaggio o polimeri rinforzati con fibre.

I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

La prima autrice dell’articolo, Nadia Ahmadi Heidari, è una studentessa di dottorato presso l’Università tecnica di Isfahan che è arrivata all’Empa per un anno grazie a una borsa di studio d’eccellenza della Confederazione Svizzera.

Era particolarmente interessata alla produzione di materiali di imballaggio biodegradabili a partire da prodotti di scarto, uno dei punti focali del laboratorio di cellulosa e materiali in legno dell’Empa.

“Siamo molto interessati a esplorare nuove fonti di materie prime preziose come le fibre di cellulosa e la lignina”, afferma Gustav Nyström.

Attualmente, i prodotti in cellulosa micro e nanofibrillata, vengono solitamente estratti dalla pasta di legno.

Ma il legno è meglio utilizzato altrove.

“Il legno è molto bravo a legare il CO₂ dall’atmosfera, ma cresce lentamente”, spiega Nyström.

“Pertanto, è molto più adatto per applicazioni di lunga durata come l’edilizia o l’arredamento”.

Le piante annuali, che crescono molto più velocemente, possono essere un’ottima fonte di materie prime, ma finora sono state poco utilizzate per questo scopo.

«Con il nostro processo, possiamo ottenere materiali di alta qualità da un prodotto di scarto che è molto economico e disponibile in grandi quantità, e che oggi viene in gran parte scartato», aggiunge il ricercatore dell’Empa Gilberto Siqueira, coautore dell’articolo.

“Questo va a vantaggio anche delle piccole aziende, che possono ottenere di più dalle risorse che già utilizzano”.

Il grano esausto che i ricercatori hanno utilizzato per il loro esperimento proveniva da una piccola azienda, il birrificio Pentabier di Dübendorf.

Hanno estratto le fibre di nanocellulosa dal grano e le hanno trasformate in un aerogel mediante liofilizzazione.

Questo materiale “arioso” contiene un gran numero di pori, che gli conferiscono eccellenti proprietà di isolamento termico.

Gli aerogel possono essere costituiti da una varietà di sostanze: un esempio particolarmente noto sono gli aerogel di silice, che vengono utilizzati nell’edilizia.

Gli aerogel a base di nanocellulosa hanno l’ulteriore vantaggio di essere estratti da risorse rinnovabili e di essere biodegradabili.

L’obiettivo finale è quello di utilizzarli per il confezionamento, soprattutto per alimenti sensibili alla temperatura come la carne.

Per esplorare in modo più dettagliato il potenziale della nanocellulosa ricavata dal grano esausto della birra, i ricercatori hanno variato le singole fasi di pretrattamento e lavorazione al fine di testarne gli effetti sul prodotto finale.

Ad esempio, la qualità delle fibre di nanocellulosa è stata migliorata dallo sbiancamento e dall’ossidazione del materiale di partenza.

Diversi processi di congelamento possono essere utilizzati per controllare le dimensioni e l’orientamento dei pori nell’aerogel, che a loro volta influenzano le sue proprietà isolanti e meccaniche.

“Il nostro obiettivo era quello di mantenere l’intero processo il più semplice possibile”, afferma Siqueira.

Dopotutto, avere un prodotto convincente non è sufficiente per guadagnare terreno nel mondo reale: dovrebbe anche essere il più semplice ed economico possibile da produrre.

Questo è un altro motivo per cui i ricercatori sono interessati a estrarre materie prime dai prodotti di scarto.

“Rispetto ai residui agricoli, il legno è una fonte di cellulosa più costosa e ha già molte applicazioni”, spiega Siqueira.

In ulteriori progetti di ricerca, gli scienziati stanno quindi studiando ancora più residui provenienti dall’industria alimentare e dalla silvicoltura.

E anche se Nadia Ahmadi Heidari è già tornata a Isfahan, il team dell’Empa sta progettando un’altra pubblicazione insieme alla giovane ricercatrice, in cui descriveranno in modo più dettagliato gli aerogel del grano esausto del birraio.