Come monitorare oli e grassi nelle acque reflue del processo di lavorazione degli alimenti?

Perché oli e grassi diventano un problema di monitoraggio

Monitorare oli e grassi nelle acque reflue del settore alimentare è uno di quei compiti che sembra semplice finché non arrivano i primi risultati dall’analisi di laboratorio. Un impianto può osservare acqua limpida in uscita da un’unità di flottazione con aria disciolta, eppure il valore di oli e grassi continua a superare il limite stabilito dal permesso. Questo accade perché l’analisi non rileva soltanto il grasso visibile in superficie: essa rileva una classe più ampia di sostanze estratte con un solvente, inclusi alcuni grassi emulsionati, acidi grassi e altri materiali apolari. Grassi, oli e grassi (spesso abbreviati in FOG) causano problemi ben prima del punto di scarico: ricoprono le tubazioni, aderiscono alle pale delle pompe, intasano i sensori e aggiungono un carico supplementare al trattamento biologico. In uno stabilimento per la lavorazione della carne o dei latticini, i grassi emulsionati possono affluire improvvisamente nello scarico subito dopo le operazioni di sanificazione con acqua calda e detergenti alcalini. In un panificio o in un impianto per la produzione di snack, gli oli che solidificano a temperatura ambiente possono accumularsi nelle tubazioni e poi essere rilasciati in colpi improvvisi quando l’acqua di lavaggio riscalda le condotte. Molti permessi comunali di scarico fissano un tetto massimo per oli e grassi, spesso compreso tra alcune decine e alcune centinaia di milligrammi per litro; pertanto, già il solo valore indicato nel permesso richiede un’attenzione costante. È proprio questa variabilità a rendere necessario un piano strutturato per il monitoraggio di oli e grassi, non semplicemente un campionamento mensile.

I dettagli del campionamento cambiano l'intera prospettiva

Molti dati errati su oli e grassi vengono generati già prima che il campione raggiunga il laboratorio. I prelievi istantanei (grab samples) sono facili da effettuare, ma forniscono soltanto un’istantanea. Se un impianto scarica in modo discontinuo, un prelievo istantaneo eseguito durante un periodo di bassa attività potrebbe non cogliere il picco di grassi che raggiunge lo scarico subito dopo le operazioni di sanificazione. I campioni compositi offrono una visione più equilibrata sull’intero turno, ma sollevano questioni relative alla conservazione e allo stoccaggio. Negli effluenti del settore alimentare, oli e grassi aderiscono facilmente alle superfici plastiche; pertanto, contenitori in vetro o rivestiti in PTFE rappresentano la scelta più sicura. Anche i flaconi a bocca larga facilitano il trasferimento del campione, evitando che si formi uno strato spesso sul collo del contenitore. Acidificare il campione fino a un pH inferiore a 2 e mantenerlo refrigerato rallenta la degradazione microbica e riduce le perdite. Metodi standard come APHA 5520 ed EPA 1664 descrivono dettagliatamente queste procedure di conservazione. Se un campione rimane a temperatura ambiente per diverse ore in un contenitore di plastica, parte del grasso si depositerà sulle pareti, portando a un valore dichiarato inferiore al carico reale. Questo tipo di errore non è casuale: influenza sistematicamente i risultati nella stessa direzione e potrebbe indurre un impianto a ritenere che il proprio problema di grassi sia meno grave di quanto non sia in realtà.

Scelta di un metodo adatto alle acque reflue effettivamente presenti

Non ogni impianto necessita dell’analizzatore più costoso. Un piccolo impianto che deve semplicemente monitorare oli e grassi per rispettare un permesso locale può inviare campioni mensili di conformità a un laboratorio certificato e conservare un semplice kit di prova per controlli giornalieri. Un impianto più grande dotato di flottazione con aria disciolta o di un bioreattore a membrana richiede di solito un riscontro più rapido per regolare la skimming o la dosatura chimica. Il metodo scelto deve inoltre tenere conto della forma assunta dall’olio. L’olio libero si separa rapidamente e può essere rimosso con uno skimmer. L’olio emulsionato rimane sospeso perché tensioattivi, calore o pH elevato lo hanno suddiviso in goccioline finissime. I materiali solubili che si comportano come olio nell’estrazione con solvente potrebbero non essere affatto visibili. I metodi gravimetrici misurano il residuo lasciato dopo l’estrazione con n-esano, cogliendo quindi una vasta classe di composti apolari. I metodi a infrarossi e fotometrici sono più veloci, ma la loro risposta dipende dal tipo di olio. Un olio vegetale, un grasso animale raffinato e un olio minerale non forniranno tutti lo stesso valore di lettura; pertanto, la taratura è fondamentale. ISO 9377-2 è un altro riferimento citato in alcuni permessi, ma i suoi passaggi di estrazione e misurazione differiscono in misura tale che i valori ottenuti con metodi diversi non devono essere considerati interscambiabili. È per questo motivo che il referto del laboratorio deve indicare sempre il metodo utilizzato.

Confronto tra gli approcci comuni di monitoraggio

La tabella seguente fornisce un confronto pratico per il monitoraggio routinario di oli e grassi in un impianto di lavorazione alimentare. Le descrizioni indicano intervalli operativi generali, non garanzie rigorose.

Un sistema a due livelli funziona spesso al meglio. Un impianto può utilizzare una sonda in linea o un kit di analisi per monitorare quotidianamente le tendenze, inviando poi campioni prelevati manualmente a un laboratorio certificato per ottenere il valore richiesto dalla licenza. Ciò garantisce dati tempestivi per il monitoraggio quotidiano senza affidare ogni decisione a un unico metodo. Inoltre, fornisce un utile controllo incrociato. Se la sonda in linea mostra una baseline stabile mentre il campione mensile del laboratorio raddoppia improvvisamente, la prima domanda da porsi è se la sonda sia intasata, non se il sistema di trattamento sia crollato durante la notte. Viceversa, se il valore del laboratorio diminuisce mentre la sonda rimane alta, il punto di campionamento potrebbe captare un flusso pulito non rappresentativo dell’intero scarico.

Interpretare i risultati senza reagire eccessivamente a un singolo picco

Gli operatori considerano talvolta il risultato relativo a oli e grassi come un interruttore di tipo "approvato/non approvato". Un singolo valore elevato non significa necessariamente che il sistema di trattamento abbia fallito, così come un singolo valore basso non dimostra automaticamente che lo scarico sia pulito. Nel settore della lavorazione alimentare, eventi di lavaggio, prodotti chimici per la sanificazione, passaggi da un prodotto all’altro e persino variazioni stagionali delle materie prime possono modificare il carico di grassi. Un approccio utile consiste nel monitorare un intervallo mobile anziché reagire a un singolo dato isolato. Se il valore giornaliero aumenta per tre o quattro giorni consecutivi, tale andamento merita attenzione. Se invece si verifica un picco immediatamente dopo un noto intervento di pulizia e successivamente il valore torna ai livelli precedenti, la risposta deve essere proporzionata. I dettagli riportati sul registro dei campionamenti sono fondamentali. Portata, temperatura, pH e linea produttiva in funzione in quel momento possono spiegare gran parte delle variazioni osservate. Queste annotazioni trasformano un semplice numero in un segnale operativo concreto. Inoltre, risultano utili quando un consulente o un ente regolatorio chiede spiegazioni sul perché un determinato giorno abbia mostrato valori anomali.

In un impianto di lavorazione del pollame in una provincia costiera, il campione istantaneo mattutino per oli e grassi continuava a discostarsi dai risultati del campione composito su 24 ore. Il rubinetto di prelievo era stato installato dopo una trappola per grassi aperta, dove la maggior parte dei grassi aveva già galleggiato e si era raffreddata formando uno strato spesso. Il campione istantaneo prelevava prevalentemente acqua situata al di sotto di tale strato. Una volta spostato il punto di prelievo in una sezione ben miscelata a monte della regolazione del pH, i valori giornalieri divennero molto più coerenti con quelli ottenuti dai campioni compositi. L’impianto non modificò il proprio sistema di trattamento: cambiò soltanto il modo in cui osservava il flusso. Questo tipo di correzione nel prelievo dei campioni può rivelarsi più utile dell’acquisto di un ulteriore strumento, poiché corregge i dati già prima che l’analisi abbia inizio.

Creare una procedura che mantenga la propria efficacia nel tempo

Un programma di monitoraggio deve resistere ai cambiamenti del personale, ai turni notturni e alle settimane di produzione particolarmente intense. Ciò significa documentare con precisione il metodo, la posizione esatta del prelievo del campione, il tipo di contenitore, la procedura di conservazione e il tempo intercorso tra il prelievo e l’analisi. Un punto di campionamento etichettato è preferibile a un’istruzione generica come «prelevare dopo il separatore di grassi». Alcuni impianti utilizzano un timer o un foglio di conferma per evitare che il prelievo venga saltato durante le operazioni di sanificazione. Altri collegano il prelievo a un evento specifico, ad esempio trenta minuti dopo l’inizio del lavaggio principale. Registrare i valori di oli e grassi insieme ai dati di portata e pH facilita l’individuazione della causa di un andamento crescente: si tratta di una maggiore quantità di grassi nell’acqua oppure di una variazione nella gestione dei campioni? È inoltre utile rivedere i dati ogni settimana insieme al tecnico di laboratorio e all’operatore responsabile della linea. L’operatore sa quando è avvenuto un cambio di prodotto o quando è stato sostituito un detergente. Il tecnico di laboratorio sa se il campione è arrivato a temperatura ambiente, se il bianco del solvente presentava anomalie o se lo strumento richiedeva una nuova taratura. Questo scambio di informazioni rappresenta spesso la differenza tra un programma di monitoraggio efficace e uno che finisce per diventare una pila di rapporti ignorati.

Per gli impianti che desiderano semplificare il monitoraggio di oli e grassi senza dover dipendere esclusivamente da laboratori esterni, Lianhua offre una gamma di strumenti e reagenti per la qualità dell’acqua integrabili nelle routine di analisi multiparametrica. La capacità produttiva interna dell’azienda e la fornitura costante di consumabili risultano particolarmente utili quando un laboratorio analizza campioni in più turni e non può permettersi lunghe interruzioni nel rifornimento. Scegliere apparecchiature da un fornitore con comprovata esperienza nella produzione e nel controllo qualità lascia inoltre più spazio al personale dell’impianto per concentrarsi sull’aspetto operativo del trattamento, dove di solito si ottengono i miglioramenti più significativi.