Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano
GUIDA TECNICA
AFFIORAMENTO E MATURAZIONE
DEL LATTE
PER LA PRODUZIONE DI
PARMIGIANO-REGGIANO
Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano
Via Kennedy, 18 - 42124 Reggio Emilia - IT
tel. 0522 307741 - fax 0522 307748
e-mail: [email protected]
www.parmigiano-reggiano.it
Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano
AFFIORAMENTO E MATURAZIONE DEL LATTE PER
LA PRODUZIONE DI PARMIGIANO-REGGIANO:
IMPIANTI E TECNOLOGIE A CONFRONTO
2010
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Opuscolo realizzato nell’ambito delle attività svolte da CRPA SpA per il laboratorio SITEIA:
“Attivazione di esperienze pilota e dimostrative - Verifica della possibilità di introdurre
innovazioni tecnologiche nel processo produttivo del Parmigiano-Reggiano”.
SITEIA – Sicurezza tecnologie innovazione agroalimentare, laboratorio di ricerca e
trasferimento tecnologico, appartiene alla Rete Alta Tecnologia dell’Emilia-Romagna: rete
fra i laboratori e i centri nati con il contributo della Regione Emilia-Romagna nell’ambito del
programma regionale per la ricerca industriale e il trasferimento tecnologico (PRRIITT).
A cura di:
Elena Bortolazzo, CRPA SpA – Reggio Emilia
Marco Nocetti, Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano – Reggio Emilia
Paolo Reverberi, Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano – Reggio Emilia
Paola Vecchia, CRPA Spa – Reggio Emilia
Ringraziamenti
Ai proff. Bruno Battistotti, Andrea Summer e Roberto Balduzzi per la collaborazione e i
preziosi consigli ed ai componenti delle Commissione Tecnica del C.F.P.R. che hanno rivisto
il testo.
Alle ditte PROGEMA Engineering S.r.l. e SIMAR costruzioni meccaniche s.r.l. che hanno
fornito i materiali tecnici per la descrizione delle apparecchiature.
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Indice
Introduzione
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L’affioramento
Fattori che influenzano l’affioramento
Influenza dell’affioramento sul profilo microbiologico del latte
Influenza dell’affioramento sulla coagulazione del latte
5
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6
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Impianti per l’affioramento del latte
Sistemi e impianti di affioramento del latte
presenti nel comprensorio
8
Tipologie di affioratori
Vasche di affioramento
Affioratori circolari
Gestione della spillatura
Spillatura gestita mediante la determinazione del grasso
con spettroscopia del vicino infrarosso (NIR)
Spillatura gestita attraverso la determinazione della densità
Lavaggio degli impianti e delle attrezzature
Sistemi di pulizia automatica (CIP - Clean in place)
8
9
9
10
10
11
11
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Considerazioni sui criteri di impiego di
affioratori di grandi dimensioni
13
Bibliografia
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4
INTRODUZIONE.
“Il Parmigiano-Reggiano è un formaggio a pasta dura, cotta e a lenta maturazione, prodotto con latte
crudo, parzialmente scremato […]. Il latte della sera viene parzialmente scremato per affi oramento
naturale del grasso in vasche di acciaio a cielo aperto (Disciplinare di produzione del formaggio
Parmigiano-Reggiano - Standard di produzione del formaggio).
Il latte è una soluzione acquosa di lattosio e sali minerali in cui sono dispersi proteine, in forma
colloidale, e globuli di grasso, in emulsione. L’emulsione è instabile per la minore densità della fase
grassa rispetto alle altre fasi presenti nel latte.
Secondo il disciplinare di produzione del Parmigiano-Reggiano, la separazione del grasso del latte
deve essere ottenuta per mezzo della risalita naturale, o affioramento, dei globuli di grasso in vasche o
affioratori in acciaio a cielo aperto.
L’affi oramento del grasso del latte è il processo naturale attraverso il quale i globuli di grasso, con
densità inferiore a quella del liquido in cui sono sospesi, tendono a riunirsi in superficie formando uno
strato chiamato panna.
Durante l’affi oramento non si produce soltanto una parziale scrematura del latte, fondamentale per
ottenere un corretto rapporto grasso:caseina in caldaia, ma si realizza anche un complesso di fenomeni
fi sico-chimici e microbiologici necessari per la predisposizione del latte alla caseifi cazione e che si
ripercuotono sull’intero processo di produzione del formaggio. Tra questi, la desporifi cazione e la
debatterizzazione, il contemporaneo sviluppo batterico, la maturazione e la preparazione reologica del
latte magro e, conseguentemente, del latte di caldaia.
Si tratta di fenomeni basilari per ottenere Parmigiano-Reggiano rispondente agli standard qualitativi.
L’AFFIORAMENTO.
L’affioramento è essenziale per ottimizzare il rapporto tra grasso e caseina del latte in caldaia. Questo
rapporto è in grado di influenzare la resa della trasformazione casearia e la qualità commerciale del
formaggio.
La velocità della risalita dei globuli di grasso avviene secondo la legge di Stokes ed è proporzionale alla
dimensione dei globuli, alla differenza tra la densità del mezzo non grasso e quella del mezzo grasso e alla
forza applicata; è viceversa correlata negativamente alla viscosità del mezzo, che frena i movimenti delle
particelle.
I globuli di grasso, durante questa fase, tendono a unirsi formando grappoli di forma e dimensioni
variabili. Questo fenomeno, chiamato clustering, avviene grazie alla azione delle agglutinine, proteine
(immunoglobuline) in parte derivate dal sangue e in parte secrete dalla ghiandola mammaria. I grappoli
di globuli di grasso tendono a salire verso la superficie per il minor peso specifico della materia grassa
rispetto alla fase acquosa.
La debatterizzazione del latte è un fenomeno legato sia ai processi di agglutinazione dei batteri (adesione
dei batteri ai globuli di grasso per azione di specifici anticorpi) sia a effetti fisico-meccanici dovuti alla
stessa aggregazione e risalita dei globuli di grasso (effetto “trascinamento”). Questi fenomeni coinvolgono
anche le cellule somatiche. Il sistema agglutinine-anticorpi regola, pertanto, i processi che avvengono
durante il riposo del latte in affioramento.
5
Fattori che influenzano l’affioramento
L’entità dell’affioramento del grasso viene valutata mediante il coefficiente di affioramento.
% Affioramento = (% grasso latte sera - % grasso latte magro) / % grasso latte sera *100
L’affioramento naturale del grasso dipende da fattori intrinseci al latte e da fattori di tipo tecnologico; i
primi sono collegati ad alimentazione e stato metabolico delle vacche, stadio di lattazione, caratteristiche
compositive del latte, dimensione e caratteristiche strutturali dei globuli di grasso, contenuto di cellule
somatiche.
L’entità della risalita dei globuli di grasso, a parità di durata del periodo di sosta, dipende da:
ƒ altezza dello strato del latte in affioramento (tanto più basso è lo strato maggiore risulta la
separazione);
ƒ temperatura del latte in affioramento. A basse temperature i grappoli di globuli di grasso
sono più voluminosi, consistenti e trattengono più latte (aumenta lo strato separato, che però
presenta un contenuto di grasso inferiore); a temperature più alte avviene il fenomeno inverso,
i grappoli sono più piccoli e compatti, lo strato di crema che si forma risulta più sottile ma con
un contenuto di grasso maggiore.
ƒ modalità di mungitura e raccolta del latte (l’affioramento diminuisce con lo sbattimento
eventualmente subito dal latte).
Una volta spillato, il latte magro contiene mediamente il 1,7–1,8% di grasso. I globuli di grasso sono
di piccole dimensioni e possono essere inclusi agevolmente nel reticolo di caseina del formaggio,
consentendo, così, la formazione di una cagliata in grado di sopportare meglio lo stress fisico–meccanico
a cui sarà sottoposta.
Influenza dell’affioramento sul profilo microbiologico del latte
L’evoluzione del profilo microbiologico del latte durante l’affioramento è un fenomeno complesso.
In questa fase si sovrappongono e si intersecano sia fenomeni di moltiplicazione batterica sia di
contemporanea debatterizzazione: da una parte, infatti, si assiste a una parziale debatterizzazzione
che interessa anche i batteri anticaseari (nel latte magro si riduce sensibilmente il numero delle spore
di Clostridium); dall’altra, la temperatura usuale di affioramento non inibisce la moltiplicazione dei
batteri mesofili presenti nel latte che tendono pertanto a crescere. E’ importante sottolineare che la
fase di affioramento determina anche un drastico abbattimento del contenuto di cellule somatiche del
latte.
L’equilibrio tra i due fenomeni, debatterizzazione e moltiplicazione batterica, dipende dalla qualità
igienica del latte conferito al caseificio e dalle temperature adottate nelle diverse fasi e nei diversi
ambienti (stoccaggio alla stalla e trasporto, riposo in vasca).
Durante l’affioramento -che avviene normalmente a temperature prossime a quella, regolamentata
da disciplinare, della raccolta del latte alla stalla, non inferiore ai 18°C - quindi non si bloccano i
processi enzimatici e non viene inibito il processo di moltiplicazione batterica.
Questa temperatura viene mantenuta, in base all’andamento stagionale e alle dotazioni di caseificio,
utilizzando diversi sistemi: regolando la temperatura della sala del latte (mediante impianti di
condizionamento ambientale o agendo sull’apertura/chiusura della finestratura) o utilizzando vasche di
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affioramento dotate di intercapedine per il circolo di acqua gelida per tempi variabili in funzione della
stagione e della carica batterica del latte, oppure vasche di affioramento tradizionali con serpentine
ad immersione per il circolo di acqua gelida o di pozzo e, sempre più rare, vasche tradizionali con
irrorazione a spruzzi di acqua di pozzo sotto il fondo delle vasche stesse.
Temperature superiori possono determinare uno sviluppo batterico incontrollato, mentre temperature
inferiori comportano un rallentamento della moltiplicazione lattica e possono favorire batteri
anticaseari, proteolitici in particolare, causa di alterazioni dell’attitudine casearia del latte e quindi di
difettosità del formaggio.
Influenza dell’affioramento sulla coagulazione del latte
All’affioramento si attribuisce un particolare significato tecnologico per la trasformazione del latte in
Parmigiano-Reggiano a motivo dei fenomeni di maturazione del latte che avvengono in questa fase. Rispetto al
latte di origine il latte magro presenta infatti in molte sue componenti significative modificazioni determinate
da complessi fenomeni chimico-fisici, microbiologici e enzimatici strettamente interdipendenti tra loro e non
sempre facili da spiegare.
Senza entrare nel dettaglio delle molte e articolate possibilità di maturazione del latte, dipendenti da molteplici
fattori (caratteristiche, specialmente microbiologiche, del latte di partenza e temperatura in primis), si può
dire che in condizioni ottimali di norma si registra, in conseguenza dell’attività degli enzimi nativi e/o
liberati dalla microflora, un certo incremento di acidità titolabile ed un lieve abbassamento del pH, con netto
miglioramento delle caratteristiche di coagulabilità del latte; altre volte, acidità titolabile e pH rimangono
invariati o crescono entrambi di poco per l’interazione di diversi e complessi fenomeni. La coagulazione del
latte magro, se confrontata con quella del latte intero, tende in tal caso ad essere più lenta ma il coagulo che
si ottiene tende ad essere è più consistente.
L’insieme delle modificazioni fisico-chimiche che interessano il latte nel corso della maturazione
determina anche una profonda alterazione della struttura delle micelle di caseina: osservandole al
microscopio elettronico, rispetto a quelle del latte fresco e intero, esse risultano appiattite e, soprattutto,
caratterizzate da un elevato grado di aggregazione. Queste variazioni, nel loro complesso, indicano una
maggiore predisposizione del latte alla coagulazione.
Ma è il latte di caldaia che costituisce il substrato vero e proprio del processo di caseificazione. Esso
deriva dalla miscelazione, in parti circa uguali, di latte magro con il latte intero della mungitura della
mattina. Le caratteristiche del latte di caldaia sono specifiche ma dipendenti da quelle del latte intero e
del latte magro da cui origina. Il latte di caldaia eredita, specialmente quando la maturazione del latte in
affioramento è stata prevalente lattica, le caratteristiche del latte magro più favorevoli alla caseificazione,
mentre l’aggiunta del latte della mattina attenua gli effetti negativi di alcuni parametri riportandoli su
valori propri della lavorazione a Parmigiano-Reggiano: da qui l’importanza del rapporto quantitativo fra
i due latti che costituiscono il latte di caldaia.
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IMPIANTI PER L’AFFIORAMENTO DEL LATTE.
Il latte della mungitura della sera, raffreddato in azienda secondo disciplinare a una temperatura non
inferiore a 18°C, una volta arrivato in caseificio viene tradizionalmente steso in strati sottili in recipienti
appositi e lasciato riposare per tutta la notte. In questo lasso di tempo di 10-12 ore avviene l’affioramento
del grasso.
Il mattino successivo il latte magro, cioè quello che deriva dalla sottrazione dello strato di latte sottostante
lo strato di grasso affiorato, viene poi convogliato (“spillatura”) nelle caldaie, direttamente o previa
raccolta nel mix del magro (serbatoio di miscelazione); successivamente questo viene addizionato del
latte intero della mungitura del mattino in caldaia o preventivamente nel mix del magro, ottenendo così
il latte (magro sera più intero mattina) pronto da servire direttamente in caldaia. Un’ulteriore possibilità
è costituita dalla presenza di un serbatoio per la miscelazione del latte magro distinto da quello
per la miscelazione del latte intero con miscelazione dei due solo in caldaia mediante distribuzione
automatica.
Le modalità di affioramento hanno subito nel tempo un’evoluzione per effetto dell’introduzione nei
caseifici:
ƒ del condizionamento ambientale della sala del latte,
ƒ di recipienti dedicati all’affioramento di capacità diverse da quelli tradizionali e
ƒ di strumenti in grado di controllare in modo automatico l’andamento dell’affioramento e la
gestione della spillatura.
Sistemi e impianti di affioramento del latte presenti nel comprensorio
Gli impianti per l’affioramento possono essere suddivisi in due grandi categorie: vasche di affioramento di
diversa capacità e tipologia e grandi affioratori circolari.
Le vasche possono essere di tipo tradizionale a sponda semplice, di solito della capacità di 10–12 q.li idonee
a servire due caldaie, ma anche, nei caseifici più piccoli e tradizionali, di soli 5-6 q.li idonee a servire una
sola caldaia; entrambi questi tipi di vasche possono essere raffrescati con acqua fredda mediante spruzzi
posti esternamente sotto il fondo o serpentine interne alla vasca. Altra tipologia di vasca è quella a doppio
fondo con intercapedine entro cui scorre acqua fredda.
Le tipologie più recenti di impianti per l’affioramento sono rappresentate da:
ƒ affioratori a forma di disco, con doppio fondo, coperchio sopraelevato e chiudibile in fase di
lavaggio, di capacità variabile da 60 a 110 q.li;
ƒ grandi vasche di affioramento a parete semplice, generalmente di capacità pari a 25-30 q.li ma
anche di 40-50 q.li, per le quali il controllo termico del latte in affioramento è completamente
affidato al sistema di condizionamento della sala di affioramento, in questi casi di solito separata
dalla sala cottura.
Queste ultime due tipologie di impianti sono dotate di sistemi automatici per il lavaggio.
La distribuzione delle diverse tipologie delle vasche di affioramento utilizzate dai caseifici del comprensorio
del formaggio Parmigiano-Reggiano è stata studiata utilizzando i dati di un questionario compilato
all’inizio del 2009 in 268 caseifici (il 65% circa del totale dei caseifici allora presenti).
I risultati dell’indagine mostrano che oltre il 50% dei caseifici possiede unicamente vasche di affioramento
di piccole dimensioni (<15 q.li): queste sono generalmente tradizionali a sponda semplice non raffreddate
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(in più del 30% dei casi); in egual misura sono presenti vasche tradizionali a sponda semplice dotate di
sistemi di raffreddamento di capacità diversa e doppi fondi di varia capacità.
Nella maggior parte dei casi i caseifici che adottano vasche non raffreddate condizionano la sala del latte;
questo avviene in modo particolare in tutti i caseifici che possiedono vasche con capacità superiore ai 15
q.li.
Solo 5 caseifici, nel 2009, adottava soluzioni tecnologicamente più avanzate (voce “altro” nella tabella).
Tabella 1: Distribuzione delle diverse tipologie di vasche di affioramento (in funzione
del volume)
Tipologia vasche affioramento
Caseifici
(%)
<15qli tradizionali non raffreddate
32,21
<15qli tradizionali non raffreddate + <15qli con intercapedine
3,37
<15qli tradizionali non raffreddate + ≥15qli tradizionali non raffreddate
1,50
≥15qli tradizionali non raffreddate
1,12
<15qli tradizionali raffreddate e ≥15qli tradizionali raffreddate
28,46
<15qli tradizionali raffreddate + ≥15qli con intercapedine
2,25
≥15qli tradizionali raffreddate + ≥15qli con intercapedine
0,37
<15qli con intercapedine
18,73
<15qli con intercapedine + ≥15qli con intercapedine e ≥15qli con intercapedine
10,11
altro
1,87
Totale
100,00
Analizzando i dati in funzione della ragione sociale dei caseifici, le soluzioni tecnologicamente più
avanzate sono maggiormente frequenti nei caseifici cooperativi, mentre le situazioni più “tradizionali”
sono più presenti nei caseifici aziendali.
Allo stesso modo, con riguardo alla zona altimetrica, la montagna presenta le condizioni di affioramento
più tradizionali, così come i caseifici della provincia di Reggio Emilia rispetto a quelli delle altre
province del comprensorio.
TIPOLOGIE DI AFFIORATORI.
Vasche di affioramento
Le vasche di affioramento sono recipienti in acciaio rettangolari, a sponda bassa, che vengono
generalmente riempiti con il latte almeno fino a circa la metà della loro capacità per consentire la
separazione del grasso. La capacità delle vasche varia dai 10-12 q.li fino a 60 q.li.
L’altezza media delle vasche è di circa 15 cm. In condizioni particolari, in presenza ad esempio di latte
con un contenuto di grasso scarso e quindi con il rischio di avere un latte in caldaia troppo magro, è
possibile aumentare l’altezza del battente in modo di rallentare la risalita del grasso.
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Il fondo delle vasche presenta un canale centrale, declive a favore della zona di scarico, per favorire il
deflusso del latte.
Le vasche possono essere dotate o meno di sistemi di raffrescamento, più frequenti in quelle di
maggiore capacità. Questi sistemi prevedono l’uso di acqua gelida fatta scorrere nell’intercapedine del
doppio fondo della vasca o di acqua fredda o gelida distribuita mediante spruzzi o serpentine, se le
vasche sono a sponda semplice. Nel caso in cui le vasche non siano raffrescate, diventa fondamentale
il condizionamento della sala del latte in modo da garantire una temperatura ambientale adeguata a
mantenere quella del latte intorno ai 18°C.
La pulizia delle vasche avviene manualmente.
Lo scarico del latte dalle vasche (“spillatura”) avviene togliendo un tappo, quando il sistema è manuale,
oppure mediante l’azione di valvole semi-automatiche o automatiche.
Affioratori circolari
Le vasche di affioramento circolari si caratterizzano per una capacità superiore rispetto a quella delle
vasche tradizionali. Essa varia nel nostro comprensorio da 60 a 110 q.li.
L’affioramento avviene a cielo aperto (secondo disciplinare) ma queste vasche sono provviste di
un coperchio richiudibile con movimento automatico al momento del lavaggio che avviene tramite
impianti CIP (Clean In Place), sistemi di pulizia automatici incorporati nell’attrezzatura da pulire capaci
di realizzare un ricircolo a pressioni e/o temperature definite dei liquidi detergenti e delle soluzioni per
il risciacquo; tutte le operazioni di lavaggio e risciacquo vengono gestite elettronicamente.
Gli affioratori circolari possono essere monopiano o essere disposti su diversi piani, a seconda della
necessità del caseifici. Nel secondo caso possono essere dotati di un serbatoio che serve per miscelare
il latte spillato dai diversi piani.
La spillatura è governata da software appositamente studiati che consentono di gestire l’apertura e la
chiusura delle valvole in funzione dei valori stabiliti di peso, densità o contenuto in grasso.
Gestione della spillatura
Il processo che consente la separazione del latte magro dallo strato di grasso affiorato può essere
effettuato in forma:
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ƒ
manuale: in generale questo sistema viene utilizzato con le vasche tradizionali di piccole dimensioni.
Lo scarico delle vasche avviene attraverso la regolazione manuale dell’apertura di un tappo troncoconoidale. Il momento più opportuno per interrompere la spillatura è deciso dal casaro che controlla
visivamente l’operazione e non è supportato da alcuna strumentazione analitica;
ƒ
semi-automatica: la spillatura viene gestita in funzione del tempo di sosta e dell’altezza del latte. La
valvola di scarico viene aperta attraverso un temporizzatore mentre la chiusura viene regolata da un
timer o, più spesso, da un sensore di livello o da celle di carico che una volta scaricato il 70-80% del
latte invia un segnale di chiusura alla valvola. La fase finale della spillatura viene fatta manualmente
dal casaro;
ƒ
automatica: l’apertura e la chiusura della valvola vengono effettuate in modo automatico utilizzando
diversi sistemi. I sistemi di spillatura automatici possono prevedere l’impiego di una pompa
volumetrica monovite a velocità variabile azionata da sensori collegati a celle di carico. Altri impianti
consentono la spillatura automatica attraverso la regolazione della chiusura di una valvola modulante
che viene governata da sensori di densità (densimetri) o misuratori del contenuto di grasso. Questi
ultimi vengono, di solito, abbinati a celle di carico che gestiscono le prime fasi mentre l’ultima fase
vede l’intervento di sensori NIR (Near Infra Red) che misurano direttamente il tenore del grasso del
latte o di sistemi che ne determinano la densità. Generalmente la spillatura viene divisa in più momenti
separati da almeno due soste di 30 minuti che permettono un ulteriore affioramento della materia
grassa, fino a raggiungere la percentuale voluta nel latte magro. I sistemi automatici, generalmente,
sono impiegati nelle vasche/affioratori di maggior capacità (superiori a 60 q.li).
Spillatura gestita mediante la determinazione del grasso con
spettroscopia nel vicino infrarosso (NIR)
In termini molto generali, la tecnica NIR misura la diminuzione di energia di un raggio luminoso una
volta che ha attraversato un determinato composto, ad esempio latte, a partire dal principio che ciascuna
componente presente nel latte (proteine, lattosio e grassi) è in grado di interagire in maniera specifica
con un raggio luminoso caratterizzato da una determinata lunghezza d’onda (volendosi determinare
cioè il contenuto di grasso del latte si irradierà il campione con un raggio luminoso di lunghezza d’onda
specifica per il grasso). La diminuzione di energia che registra il raggio a seguito dell’attraversamento
della matrice latte sarà proporzionale alla quantità di grasso presente. L’acronimo NIR (Near Infra Red
– vicino infrarosso) sta ad indicare che il raggio di luce incidente sul campione può avere una lunghezza
d’onda compresa tra 700 e 3000 nm.
Si tratta di una tecnica analitica veloce, non distruttiva, e la preparazione del campione, se necessaria, è
semplice. Essendo, però, un sistema analitico secondario, la tecnologia NIR richiede una calibrazione
aggiornata e rappresentativa, creata sulla base di metodiche analitichedi riferimento.
Spillatura gestita attraverso la determinazione della densità
La densità di grandi masse del latte vaccino è abbastanza costante, 1,031– 1,032; poiché tutti
i componenti del latte concorrono a definire il valore della densità è evidente che questa risente di
qualunque modificazione interessi la composizione del latte stesso, per cui con la scrematura il valore
sale a valori superiori a 1,033 mentre con l’addizione di acqua scende al di sotto di 1,029.
Per la determinazione della densità si fa ricorso a strumenti specifici lattodensimetri. La densità varia
con la temperatura; quella del latte si misura a 15°C per cui se si opera a temperatura diversa bisogna
effettuare una correzione ricorrendo ad apposite tabelle a meno che non si utilizzino densimetri basati sul
principio di Coriolis che agiscono indipendentemente da temperatura, pressione, viscosità, conducibilità
e profilo di portata e che sono in grado di fornire misure di una precisione molto elevata.
Lavaggio degli impianti e delle attrezzature
Il lavaggio degli impianti e delle attrezzature è una delle fasi di maggior importanza tra le operazioni di un
caseificio. Queste contribuiscono alla riduzione del rischio di contaminazioni microbiche indesiderate,
fondamentale per salvaguardare la salute dei consumatori ma anche per garantire la qualità e la resa
della produzione di formaggio.
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I depositi presenti sulle superfici degli impianti e delle attrezzature di caseificio sono formati dai
componenti del latte e possono essere sede di proliferazione batterica.
Nel caso in cui la superficie a contatto del latte sia riscaldata si può formare la cosiddetta pietra di latte,
deposito di calcio (e magnesio), fosfati, proteine, grassi, ecc. Questa formazione è insolubile in acqua
ma solubile in acidi mentre sulle superfici fredde si tendono a formare biofilm.
La pulizia impianti e attrezzature deve includere le seguenti fasi:
ƒ rimozione dei residui di prodotto per diminuire le perdite, facilitare la pulizia e ridurre il carico
nel sistema fognario;
ƒ rimozione dei residui superficiali con acqua;
ƒ pulizia con sostanze detergenti, con la funzione di asportare tutti i componenti delle incrostazioni
lasciando le superfici libere e prive di residui. Le soluzioni impiegate possono essere alcaline
e/o acide. Le prime hanno la funzione di saponificare i grassi e idrolizzare le proteine, mentre
le seconde dissolvono e consentono l’asportazione dei depositi minerali. Nelle diverse
formulazioni di questi detergenti sono inclusi anche sostanze tensioattive, che diminuendo la
tensione superficiale della soluzione aumentano la capacità bagnante e permettono di aumentare
il potere di attacco delle soluzioni alcaline / acide utilizzate. E’ tuttora molto diffusa la pratica
dell’uso di sieroinnesto per il lavaggio delle vasche di affioramento: questa soluzione presenta
indubbiamente molti vantaggi (economicità, efficacia) che si accompagnano all’attenzione per
l’ecosistema del caseificio. In questi casi il lavaggio manuale delle vasche viene effettuato con
sieroinnesto riscaldato a 40-50°C da solo o con acqua in proporzioni variabili;
ƒ risciacquo con acqua, per asportare tutti i residui, compresi quelli delle sostanze utilizzate nei
lavaggi; questa operazione deve essere particolarmente accurata se si sono utilizzati detersivi
per evitare la presenza di contaminazione del latte a garanzia del consumatore e per impedire
eventuali inibizioni dei processi fermentativi;
ƒ sterilizzazione con calore (opzionale).
Sistemi di lavaggio automatico (CIP - Clean in place)
I sistemi CIP consentono di effettuare tutte le fasi della pulizia senza la necessità di smontare gli
impianti, tubi, valvole, ecc. In questi sistemi, le soluzioni impiegate per il lavaggio circolano attraverso
le diverse attrezzature formando un circuito chiuso.
Per un corretto funzionamento di un sistema di lavaggio CIP è necessario che la linea o il circuito
non presenti punti ciechi non raggiungibili dalle soluzioni di lavaggio, che la quantità di soluzione sia
sufficiente per arrivare in tutti i punti del circuito, che la forza della soluzione detergente e la sua velocità
siano tali da asportare tutti i residui, che le temperature delle soluzioni siano adeguate a garantirne la
massima efficacia, che i tempi di circolazione siano sufficienti per consentire alla soluzione di agire
e che non ci sia la possibilità di miscelazione della soluzione detergente con il latte. Appare pertanto
evidente la necessità di una gestione e di un controllo estremamente attenti di queste operazioni.
Nel caso specifico degli affioratori utilizzati nel Parmigiano-Reggiano, un programma di base CIP può
comprendere le seguenti fasi:
ƒ pre-lavaggio con acqua 45-60°C;
ƒ lavaggio con soluzione detergente alcalina (ad esempio soda caustica; 0,5 - 2%) pH> 11,
temperatura di 60-70°C;
ƒ lavaggio con soluzione acida (ad esempio acido nitrico; 0,5-5%) pH < 2, temperatura +/- 5065 °C;
ƒ risciacquo finale con acqua fredda.
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La velocità di scorrimento delle soluzioni e il tempo di esposizione dipende del disegno del circuito CIP,
vale a dire del disegno dell’impianto.
In generale se gli affioratori sono circolari, il sistema CIP prevede in primo luogo la chiusura del
affioratore attraverso la discesa del coperchio e la distribuzione delle soluzioni attraverso l’utilizzazione
di particolari sistemi interni di irrorazione (sfere o barre); il volume e la velocità di flusso delle soluzioni
viene gestito dal software che gestisce il CIP. Il sistema, in genere, prevede il ricircolo delle soluzioni di
pulizia; per garantire la possibilità di riuso e aumentare la vita utile della soluzione, questa viene avviata
ad apposite stazioni di filtraggio.
Nel caso delle vasche di affioramento l’automazione del lavaggio viene realizzata attraverso una
tubazione di distribuzione con fori posta sul perimetro della bacinella. Da qui l’acqua di lavaggio viene
energicamente indirizzata su tutta la superficie. L’impianto è controllato da apposite valvole pneumatiche
che indirizzano la soluzione di lavaggio e tramite il collegamento ad una apparecchiatura di lavaggio
CIP dimensionata per tale funzione.
I diversi software per la gestione del lavaggio CIP consentono di settare la temperatura dell’acqua
utilizzata per il pre-lavaggio e per il risciacquo, quella delle soluzioni detergenti, di impostare le dosi
delle soluzione impiegate e i tempi di mandata di ogni fase, di registrare i diversi parametri.
CONSIDERAZIONI OPERATIVE SUI CRITERI DI IMPIEGO DI
AFFIORATORI DI GRANDI DIMENSIONI.
Gli affioratori di grandi dimensioni sono ad oggi poco diffusi nel comprensorio del Parmigiano-Reggiano
anche se vi è un crescente interesse per queste soluzioni impiantistiche.
Come sempre, quando si introducono tecnologie innovative, anche nel caso degli affioratori è stato
necessario svolgere, stabilimento per stabilimento, un impegnativo lavoro di messa a punto e di
adattamento, lavoro che va pianificato da chi oggi voglia introdurli nel proprio processo produttivo, con
il dispendio di risorse ed i rischi ad esso collegati.
Vanno, infatti, individuate caso per caso le migliori combinazioni tra le molte possibilità tecniche che
sono disponibili (automatismi per il carico del latte intero, per la spillatura del latte magro, per i lavaggi
ecc.), tenendo conto anche delle caratteristiche del latte (carica batterica totale e capacità di affioramento
innanzitutto), dell’altezza del battente delle vasche, della temperatura della massa stesa ad affiorare
nonché dalle condizioni ambientali della sala di affioramento. Si tratta cioè di mettere a punto una vera
e propria personalizzazione del processo.
In particolare è necessario governare con molta cura l’evoluzione delle flore microbiche e gestire
al meglio la spillatura (il tempo di affioramento, il tempo di spillatura, il numero di soste durante la
spillatura, ecc.) al fine di ottimizzare la resa.
Dalle esperienze ad oggi disponibili, per quanto poco numerose, è possibile trarre alcune considerazioni
che si ritiene possano utilmente essere proposte:
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la carica batterica totale della massa di latte da stendere in affioramento è sicuramente una
caratteristica decisiva nel determinare l’esito caseario dell’uso di tali affioratori: la carica
batterica deve evidentemente essere molto contenuta in quanto le modalità di convezione e di
dispersione del calore in masse di latte di grandi dimensioni, nel caso in cui la carica batterica
e la temperatura non siano quelle più opportune, sono tali da rendere maggiore il rischio di
crescite batteriche incontrollate;
tra i prerequisiti per un soddisfacente impiego degli affioratori si colloca, pertanto, la
disponibilità nelle aziende agricole fornitrici della materia prima di sistemi di raffrescamento
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del latte alla stalla in grado di abbassare le temperature in tempi molto rapidi fino ai valori
impostati, che a norma del disciplinare di produzione non devono essere inferiori ai 18 °C;
la massa di latte già raffreddata in stalla può essere eventualmente condizionata in caseificio,
prima del carico in affioratore, mediante fascio tubiero o scambiatori a piastre che consentono
di portare la massa di latte in entrata a temperature inferiori, variabili a secondo della carica
batterica e del grado di maturazione del latte che si vuole ottenere. Se il disciplinare non fissa
dei vincoli in merito si ritiene senz’altro opportuno non raggiungere temperature troppo basse
(< 15 °C) cui non di rado sono stati collegati problemi di reologia del coagulo e di vitalità
del siero-innesto. Temperature maggiori sono possibili, ed anche consigliabili, ma richiedono,
come detto, la disponibilità di latte di ottima qualità microbiologica e una gestione molto
attenta del processo;
a differenza della vasche aperte, onerose in termini di manodopera ma semplici da pulire, nel
caso degli affioratori il lavaggio è completamente automatizzato il che, se da un lato riduce il
lavoro manuale, dall’altro rende più difficoltoso il controllo dei risultati del lavaggio stesso,
specialmente all’interno delle molte parti non ispezionabili. Si pone di conseguenza la necessità
tassativa di eseguire frequentemente, e con la massima attenzione, verifiche dell’efficacia dei
lavaggi stessi;
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in generale è molto importante definire modalità originali di analisi e controllo del latte durante
l’affioramento che permettano di seguirne l’evoluzione anche all’interno di questi impianti. La
scarsa accessibilità del latte da parte degli operatore rende, infatti, inapplicabili le tradizionali
ma comunque indubbiamente efficaci verifiche visive ed olfattive che sono possibili nelle vasche
con battente basso e a cielo completamente aperto. L’impiego di grandi affioratori, pertanto,
richiede la messa a punto di metodiche e prassi adatte ed adattate al singolo stabilimento, in
modo da permettere un monitoraggio attento dell’evoluzione della CBT e delle caratteristiche
del latte ad essa collegate, così come anche a specifiche flore anticasearie eventualmente
presenti. Sistemi in-line in grado di valutare in modo quasi continuo le crescite batteriche o più
semplici prove fermentative realizzate ad hoc potrebbero fornire nel prossimo futuro elementi
utili in tal senso.
Anche il controllo delle sostanze inibenti andrà effettuato con sempre maggiore attenzione e tempestività
essendo le masse di latte in gioco molto grandi.
In sintesi, l’impiego di affioratori di grandi dimensioni richiede la disponibilità di latte di elevata qualità
microbiologica anche grazie ad un adeguato e repentino raffreddamento alla stalla che permetta di
mantenere temperature non troppo basse in caseificio.
E’ importante, inoltre, che nello stabilimento venga sviluppato un articolato sistema di controllo delle
caratteristiche del latte all’ingresso e durante il processo di affioramento/maturazione.
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1) Spillatura semiautomatica con sensore di livello su vascone da 25q
2) Affioratore monopiano.
3) Interno di affioratore monopiano con particolare delle 5 sfere di lavaggio.
4) Affioratori a piani sovrapposti con sottostante serbatoio di raccolta del latte
magro.
5) Affioratori monopiano con serbatoi del latte magro e del latte intero.
6) Cella di carico su affioratore monopiano.
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Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano
GUIDA TECNICA
AFFIORAMENTO E MATURAZIONE
DEL LATTE
PER LA PRODUZIONE DI
PARMIGIANO-REGGIANO
Consorzio del Formaggio Parmigiano-Reggiano
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