Questo articolo, a cura dell’Ingegnere Francesco Sardella, riporta alcuni aspetti e metodologie di un corretto trattamento dell’acqua inerente alla produzione del ghiaccio nell’industria alimentare.
In particolare approfondisce

    • Le caratteristiche dell’acqua di approvvigionamento
    • I pretrattamenti dell’acqua in ingresso
    • Il trattamento dell’acqua in fase di preparazione alla produzione del ghiaccio

 

È definito ghiaccio alimentare quello prodotto con acqua potabile certificata che, anche quando torna a liquefarsi, si riduce in eguale acqua potabile.

Le produzioni industriali di ghiaccio garantiscono in genere una migliore qualità del prodotto e necessitano di piani di controllo più articolati al fine di assicurare la non alternazione delle caratteristiche alimentari del prodotto.
Il ghiaccio alimentare è solitamente venduto in diverse forme, per diverse applicazioni:

Ghiaccio a cubetti utilizzato generalmente per la refrigerazione di bevande in bottiglia o per inserimento diretto in bevande di varia tipologia e quindi destinato al settore della ristorazione, alberghiero, dei bar e dell’intrattenimento come le discoteche.
Il ghiaccio a cubetti di produzione industriale, grazie ai trattamenti di affinazione svolti sulle acque potabili e alla metodologia di produzione con utilizzo di macchine più performanti risulta più brillante e privo di opacità.

Ghiaccio in scaglie utilizzato per la refrigerazione del pesce, di alimenti e di bevande in bottiglia. Viene principalmente utilizzato nel settore ittico, sia a livello di produzione primaria che di vendita nei mercati ittici, pescherie, banchi pesce nei punti vendita della grande distribuzione.

Ghiaccio granulare utilizzato per la refrigerazione del pesce, la preparazione di cocktail, l’esposizione di alimenti per la vendita e il consumo, il raffreddamento in alcuni processi industriali produttivi (carni, panificazione, ecc.)

Dai campi di utilizzo si evince come il ghiaccio possa diventare causa di contaminazione degli alimenti e pertanto è importante che siano rispettati tutti i criteri di sicurezza alimentare che garantiscano la salubrità fino all’ottenimento e consegna del prodotto finito.

La contaminazione del ghiaccio (rischio chimico, fisico, biologico) può derivare dalle materie prime utilizzate o da contaminazioni generate nel processo produttivo.
I pericoli chimici derivanti dall’utilizzo di acque potabili per la produzione del ghiaccio sono definiti dal D.Lgs. 31/2001 che, nell’Allegato I Parte B, indica i parametri ed i relativi valori di parametro di tutte le sostanze ritenute potenzialmente dannose per la salute e potenzialmente presenti nelle acque.

I contaminanti inseriti comprendono sia sostanze organiche che inorganiche e possono essere suddivisi in queste categorie principali:
• contaminanti ambientali derivati da attività dell’uomo;
• contaminanti legati ai materiali che possono essere utilizzati nel trattamento delle acque potabili o per la distribuzione delle stesse;
• contaminanti che possono essere naturalmente presenti nelle acque potabili a causa delle caratteristiche idrogeologiche della falda.

L’approvvigionamento delle acque potabili utilizzate per la produzione di ghiaccio può ricondursi ad:

  • Acque potabili provenienti dalla rete pubblica e quindi distribuite dal gestore del servizio idrico
  • Acqua potabili provenienti da pozzi di proprietà

Le modalità di gestione dell’approvvigionamento sono diverse per le due casistiche.

Nel primo caso le acque sono garantite potabili al punto di consegna da parte del gestore della rete pubblica di distribuzione delle acque potabili. Il compito del produttore di ghiaccio è quindi quello di conservarne le caratteristiche di potabilità e salubrità fino all’ottenimento e consegna del prodotto finito, ghiaccio confezionato.

Nel secondo caso al produttore di ghiaccio spetta anche l’onere della gestione e delle opere di protezione della falda e del pozzo e dei controlli da effettuare sulle acque per verificarne il rispetto dei parametri di legge per le acque potabili ai fini di garantirne la salubrità.

Il sistema di approvvigionamento dell’acqua utilizzata per la produzione di ghiaccio alimentare confezionato deve essere quindi comunicato/registrato/autorizzato alle/dalle autorità competenti nel rispetto della legislazione nazionale e regionale vigente in materia di acque destinate al consumo umano e deve essere altresì verificato il sistema di stoccaggio, distribuzione ed eventuale trattamento dell’acqua sino all’utilizzo al fine di identificare tutti i punti critici (CCP) che potrebbero alterarne le caratteristiche di potabilità.

Fig. 1 Diagramma di flusso produzione industriale ghiaccio alimentare confezionato.

 

Approvvigionamento dell’acqua per la produzione del ghiaccio

1° caso: acque potabili provenienti dalla rete pubblica

Il mantenimento delle caratteristiche di potabilità deve essere verificato con la stesura e applicazione di un piano di analisi e controllo dei parametri microbiologici e chimico-fisici.

Tale piano deve essere condiviso con l’autorità sanitaria e sviluppato a partire da un’analisi di rischio che contempli i seguenti fattori:

• Presenza o meno di uno stoccaggio in serbatoio;
• Composizione dei materiali utilizzati per la distribuzione e l’eventuale accumulo dell’acqua all’interno dello stabilimento produttivo ed età di servizio degli impianti;
• Addizione di disinfettanti chimici o trattamenti con lampade UV effettuati sull’acqua;
• Effettuazione di periodiche attività di sanificazione delle tubazioni di trasporto dell’acqua e del serbatoio di accumulo (se presente);
• Composizione dei materiali di costruzione degli impianti di produzione e confezionamento del ghiaccio;
• Effettuazione di periodiche attività di sanificazione degli impianti di produzione e confezionamento del ghiaccio.

2° caso: acque potabili provenienti da pozzi di proprietà

La gestione della sicurezza dell’acqua potabile utilizzata in questo caso è di completa competenza del produttore di ghiaccio. Il pozzo deve essere autorizzato dalle autorità competenti (genio civile, Distretto Minerario). L’utilizzo di acqua di pozzo come acqua destinata al consumo umano deve essere comunicato all’autorità sanitaria competente.
In questo caso i trattamenti effettuati durante il processo produttivo devono garantire il continuo rispetto dei valori riportati nel D. Lgs. 31/2001.

Allo scopo risultano fondamentali:

– uno studio idrogeologico dell’acquifero;
– la conoscenza di portata, temperatura e la costanza delle caratteristiche dell’acqua emunta;
– un’indagine sulla presenza di attività nelle aree circostanti al punto di captazione potenzialmente contaminanti;
– le misure di protezione primaria e secondaria messe in atto alla captazione;
– l’utilizzo di impianti ed apparecchiature certificate e conformi al D.M. n.174/2004.

Sulla base delle suddette conoscenze e dei trattamenti effettuati è possibile anche in questo caso redigere un piano analitico per la verifica del costante rispetto dell’acqua utilizzata ai parametri definiti dal D. Lgs. 31/2001 per l’acqua destinata al consumo umano. Inoltre i risultati del piano analitico dovranno essere periodicamente riesaminati per verificare eventuali variazioni eccessive dei parametri caratterizzanti, in quanto tali variazioni potrebbero riflettersi in rischi di contaminazione per la falda da cui avviene la presa d’acqua.

Pretrattamenti delle acque

I pretrattamenti svolti in questa fase sono definiti sulla base dalle caratteristiche chimico-fisiche e microbiologiche dell’acqua in ingresso. In genere sono utilizzati per migliorare le qualità estetiche del ghiaccio (maggiore brillantezza) e per mantenere la qualità microbiologica delle acque potabili utilizzate.
Per tutti gli impianti installati è necessario possedere la dichiarazione di conformità CE e la dichiarazione di conformità al D.M. n. 174/2004 e alle altre leggi applicabili ai materiali destinati al contatto con gli alimenti utilizzati nella produzione degli stessi.

I trattamenti comunemente più utilizzati sono:

Filtrazione meccanica

Si effettua con l’utilizzo di filtri costituiti da cartucce (che possono essere di materiali diversi quali membrane sintetiche, fili avvolti, materiali ceramici) contenuti all’interno di “housing”. I filtri operano per separazione fisica sulla base delle dimensioni dei pori che li caratterizzano. Sono in genere utilizzati sia per separare eventuali contaminanti solidi presenti nell’acqua che per protezione di sistemi a membrane più costosi installati a valle nell’impianto di distribuzione e trattamento dell’acqua.
Devono essere oggetto di controlli periodici di funzionalità (differenze di pressione ingresso/uscita), pulizia e sanificazione, nonché sostituzioni degli elementi filtranti. Le attività da svolgere devono essere pianificate in termini di responsabilità e frequenze e opportunamente registrate dopo l’effettuazione.
Le attività devono essere svolte seguendo le indicazioni fornite dei fornitori dei filtri.

Filtrazione su letto fisso monostrato o multistrato

La filtrazione è eseguita facendo ricorso a serbatoi (in genere realizzati in acciaio o PRFV di forma cilindrico-verticale) riempiti con strati di materiali filtranti, differenti per proprietà funzionali, dimensioni e peso, scelti in base alle caratteristiche dell’acqua da trattare. I materiali filtranti più comunemente utilizzati sono carbone attivo, sabbia granulare silicea o letti catalitici.
Gli impianti richiedono cicli di lavaggio e verifiche periodiche di corretta funzionalità.

Addolcimento

Il processo è attuato per ridurre o eliminare la durezza dell’acqua legata alla presenza di ioni calcio e magnesio che possono dar luogo alla precipitazione di carbonati con formazione di depositi incrostanti. La tecnologia maggiormente diffusa prevede l’utilizzo di resine a scambio ionico con rigenerazione automatica in ciclo sodico.

Dissalazione su osmosi inversa

La dissalazione meccanica sfrutta il principio dell’osmosi inversa (l’acqua viene fatta passare attraverso membrane semipermeabili con applicazione di una pressione sufficiente a vincere la pressione osmotica e tale da invertire il normale passaggio di sali dalla soluzione più concentrata alla meno concentrata), per ridurre il tenore dei sali disciolti nell’acqua e ottenere un ghiaccio con aspetto più trasparente. La scelta dell’impianto e la tipologia delle membrane dipendono dalla qualità dell’acqua e dalle prestazioni richieste. Gli impianti sono di tipo automatico e permettono di regolare il contenuto dei sali disciolti in uscita. Per garantire il buon funzionamento della macchina richiedono un controllo periodico dei parametri di marcia e regolari attività di manutenzione.

Disinfezione

I trattamenti prevedono l’utilizzo di prodotti chimici, in genere caratterizzati da forti proprietà ossidanti
(quali biossido di cloro, ipoclorito di sodio, ozono, perossido) o sistemi a radiazione elettromagnetica UV. L’utilizzo dei disinfettanti è permesso dalla vigente legislazione (il D. Lgs. 31/2001 prevede una concentrazione consigliata di 0,2 mg/l di cloro nell’acqua potabile). La sostanza più
utilizzata, per motivazione legate ai costi e alla facilità di approvvigionamento è l’ipoclorito di sodio. L’utilizzo dei disinfettanti chimici, se non attuato con le corrette modalità e scelto oculatamente, tuttavia, può portare a reazioni indesiderate con le sostanze organiche presenti nell’acqua con sintesi di sottoprodotti di disinfezione indesiderati quali trialometani, acidi acetici alogenici, aloacetonitrili, cloropicrina, clorofenoli. Alcune di queste sostanze hanno effetti negativi per la salute (per i composti organolagenati e per i trialometani i limiti sono definiti nel D. Lgs. 31/2001).

Il dosaggio di queste sostanze deve perciò considerare due aspetti tra di loro in contrasto:
1) Garantire un buon effetto disinfettante e garantire tale effetto fino al momento della produzione di ghiaccio (la cosiddetta “cloro-copertura”) in particolare nella fase di stoccaggio delle acque potabili, se effettuato;
2) Evitare che le concentrazioni di disinfettante residuo e dei sottoprodotti di disinfezione che possono formarsi nell’acqua trattata non eccedano le concentrazioni consentite e non rappresentino rischi per la salute del consumatore.

Accumulo acqua potabile e reti di distribuzione

L’accumulo in serbatoi dell’acqua potabile è una fase la cui presenza dipende dalle esigenze produttive dell’impianto di produzione del ghiaccio e dalle portate disponibili da parte dell’ente gestore o dal pozzo di proprietà. La presenza di un serbatoio di accumulo inoltre può favorire lo svolgimento di operazioni quali le rigenerazioni di impianti di trattamento e le sanificazioni che possono richiedere portate elevate di acqua.

I serbatoi di accumulo devono essere costituiti di materiali idonei al contatto con l’acqua destinata al consumo umano e/o materiali idonei al contatto con gli alimenti secondo la vigente legislazione
(D.M. 174/2004 e Reg. CE 1935/2004 nonché regolamenti specifici applicabili ad alcune tipologie d materiali quali D.M. 21/03/1973 per acciaio inox, Reg. UE 10/2011 per materiali plastici e Reg CE 1895/2005 per resine epossidiche).
I serbatoi possono rappresentare un rischio per lo sviluppo microbico se non correttamente gestiti.
Le superfici interne dei serbatoi devono perciò avere un’idonea finitura superficiale ed i materiali presenti sulla superficie interna devono essere resistenti ai prodotti utilizzati durante le procedure di sanificazione.
I serbatoi devono prevedere inoltre la possibilità di essere sanificati così come le tubazioni di trasferimento dell’acqua potabile fino all’alimentazione dell’impianto di produzione del ghiaccio.
Le tubazioni utilizzate devono essere installate in modo da evitare la presenza di rami morti e la vicinanza con tubazioni di acqua calda al fine di ridurre il rischio di generare condizioni favorevoli alla proliferazione microbica con conseguente contaminazione e alterazione delle caratteristiche organolettiche dell’acqua e del ghiaccio prodotto.
Le operazioni di sanificazione hanno così l’obiettivo di prevenire lo sviluppo di biofilm sulle superfici ed eliminare eventuali cariche batteriche in serbatoi e tubazioni.

Trattamento dell’acqua per la preparazione alla produzione

Lo scopo di questa fase è la preparazione dell’acqua alla produzione del ghiaccio. Possono essere ripetute le operazioni di trattamento già descritte precedentemente.
La fase inoltre può prevedere inoltre un trattamento per l’eliminazione del sanificante in eccesso usato per prevenire contaminazioni batteriche e/o presenza di sostanze nei serbatoi e nelle reti che potrebbero alterare le caratteristiche organolettiche del ghiaccio prodotto e una ulteriore disinfezione (puntuale o di copertura) tramite utilizzo di radiazioni elettromagnetiche (radiazioni UV) o prodotti chimici approvati.

Filtrazione con carboni attivi
I filtri utilizzati contengono carboni di tipo vegetale, dotati di effetto adsorbente sia per sostanze organiche che per cloro e suoi derivati.
L’elevata area superficiale disponibile per unità di massa e la presenza di micropori consente di ottenere un efficace adsorbimento rispetto a composti correlati al sapore e odore delle acque, in molti casi riconducibili al trattamento con il cloro o alla presenza di materiale organico.
Al fine di evitare contaminazioni a valle, gli impianti di filtrazione devono essere seguiti da ulteriore step di disinfezione di sicurezza e sottoposti a periodiche e pianificate attività di controllo:
– lavaggio del letto filtrante;
– sostituzione/rigenerazione dei carboni attivi;
– analisi sulla presenza di inquinamento batteriologico.

Disinfezione con radiazioni UV

Spesso utilizzata in uscita ai filtri a carboni attivi, la disinfezione a raggi UV-C consente una copertura di sicurezza prima della produzione del ghiaccio.
Le lampade UV emettono radiazioni elettromagnetiche comprese tra 200 e 280 nm che interagiscono con acidi nucleici e sistemi enzimatici di virus e batteri, svolgendo quindi un’azione germicida di elevata efficacia su un ampio spettro di microrganismi.
Questo sistema di disinfezione non ha effetti sulle caratteristiche organolettiche delle acque potabili sottoposte a trattamento. L’azione di disinfezione è localizzata nella camera di irraggiamento UV dove è collocata la lampada UV e non ha proprietà disinfettanti residue.
Quindi l’acqua potabile, in uscita da tale trattamento, deve essere utilizzata nelle migliori condizioni igieniche possibili al fine di evitare successive contaminazioni.
Una adeguata scelta della lampada da utilizzare in termini di potenza della radiazione emessa e portata garantita dalla progettazione è fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi di abbattimento della carica microbica assieme ad un piano di gestione programmato per:
1. il monitoraggio delle ore di lavoro delle lampade (l’efficacia di abbattimento decresce al superamento delle ore di esercizio delle lampade);
2. la sostituzione programmata delle lampade e la verifica e pulizia periodica di housing e tubi di quarzo;
3. il controllo delle caratteristiche dell’acqua di alimento;
4. I controlli periodici controlli sullo stato di pulizia di delle lampade per assicurare massima efficacia della radiazione.

L’Italia, in merito a questo particolare alimento, è sicuramente uno dei Paesi più all’avanguardia in Europa infatti è stato il primo Paese a elaborare (Ministero della Salute – maggio 2015) il cosiddetto “Manuale di corretta prassi operativa per la produzione di ghiaccio alimentare” quale utile ed indispensabile strumento per gli addetti ai lavori al fine di produrre ghiaccio igienicamente sicuro.

Bibliografia e sitografia:

Manuale di corretta prassi operativa per la produzione di ghiaccio alimentare

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Bibliografia completa del Manuale
i550041_safe_handling_of_drinking_water
acquaali_Notiz_ISS_Feb_051.1117451998.1161100144
acque_usoumano_documenti_attuazione31
Adaptation_low_temperatures_1998_423
AEEGSI_Deliberazione_586-12_gestori_servizi_idrici_integrati
ATP-2014_E
Australia_Ice_The_Cold_Hard_Facts
Australian_Food_Standard_Micro_0801
Australian_Standard_1_6_1_Micro_v78
Bonato_significato_parametri_acque_potabili
Code for Edible Ices Version 2013
Codex_Alimentarius_Fish_Fishery_products_2012_EN
Codex_Alimentarius_FoodHygiene_2009e
Conference_food_protection_2010_ice
Confida_Manuale_corretta_prassi_distribuzione alimenti_temperatura
Corso_formazione_depurazione_acque_reflue_2003
Effects_Low_temperature_microbial_growth_1999
Effects_storage_ozonised_slurry_ice
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EIGA_CODE-OF-PRACTICE-DRY-ICE_150_08
EPA_2009_02_03_criteria_humanhealth_microbial_cryptoha
EPA_Classification_water_hazards
FDA_Bad_Bug_Book_22Aug2013
Food_Control_2011_measures for controlling safety of crushed ice and tube ice in developing country
freezing_thawing_food
FSAI_ice_cooling_drinks_2002
Ghiaccio – Wikipedia
Infezioni_da_Pseudomonas_2007 IPIA Brochure (2)
ISS_Campionamenti_microbiologici_CAMP MICROB.1113570628
Linee_Guida_Stesura_Manuali_Corrette_Prassi_Igieniche_C_17_pubblicazioni_1479_allegato
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Microbiological_quality_Ice_nigeria_2006_8-9
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New_Zealand_Microbiological_Reference-Guide_Assess_1995
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PIQCSManualFINAL_2008 Protozoan_food_contamination_Dawson_2005
Reg_CE_1333_2008_water_additives scambio_ionico
Temperature_Microbial_growth_ETD-2013-4974
The microbiological quality of ice used to cool drinks and ready-to_2000

http://www.ghiaccioalimentare.it/

 

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