Per i produttori di alimenti e bevande, il modo in cui gestiscono l'acqua e i prodotti chimici per la pulizia in loco (CIP) può determinare il successo o il fallimento della loro efficienza, aiutarli a rimanere competitivi e preparare la loro attività alle sfide future. Anche se non è una novità, l'osmosi inversa (RO) e la nanofiltrazione (NF) si sono evolute in modo significativo nel corso dei decenni, offrendo maggiori prestazioni e creando nuove opportunità.
Scopri i fattori trainanti per l'adozione delle tecnologie di filtrazione a membrana e di osmosi inversa, ottieni insight pratici e scopri approcci comprovati per la gestione delle sostanze chimiche e dell'acqua CIP in modo più efficiente, con opportunità che emergono anche per le categorie di bevanda che non hanno tradizionalmente abbracciato queste tecnologie.
Fattori chiave per ridurre l'uso di acqua e sostanze chimiche CIP
L'acqua e le sostanze chimiche CIP sono risorse essenziali per qualsiasi produttore di alimenti e bevande. Esistono molti incentivi finanziari per ridurre l'uso di queste risorse, tra cui risparmi sui costi, flussi di entrate migliorati o diversificati e un consumo energetico inferiore. Si tratta di fattori fondamentali per il successo continuo dell'azienda, che approfondiremo più avanti in questo articolo. Tuttavia, ci sono anche fattori meno evidenti che vale la pena considerare. Uno è la crescente preoccupazione globale sulla scarsità idrica.
Lo stress sulle risorse di acqua dolce è in aumento1. Nelle regioni che hanno storicamente sperimentato la scarsità d'acqua, c'è una maggiore consapevolezza di questo problema e un'adozione più rapida di nuove tecnologie efficienti in termini di risorse.
"Se si guarda all'Arabia, ad esempio, i produttori sono molto consapevoli della scarsità d'acqua. Utilizzano la desalinizzazione dell'acqua di mare su larga scala da molto tempo", afferma Nicole Uvenbeck, Director of Factory Sustainable Solutions and OEM components.
"Ma in altre regioni, come l'Europa e il Nord America, l'acqua è stata relativamente poco costosa e abbondante, quindi l'incentivo non c’era fino a poco tempo fa".
In un piccolo numero di regioni, lo stress sull'approvvigionamento di acqua dolce ha aumentato significativamente il costo dell’utilizzo delle risorse idriche nelle operazioni. In queste aree, il costo è il principale fattore trainante per investire in tecnologie di risparmio idrico.
Oggi, nella maggior parte delle regioni le normative sull'acqua più rigide sono il motivo principale per cui i produttori si rivolgono a queste tecnologie.
Un altro fattore che spinge i produttori ad adottare soluzioni per il risparmio di acqua e sostanze chimiche CIP è l'opinione pubblica. La gestione delle risorse continua a essere una preoccupazione crescente e significativa per i consumatori.
"Stiamo vedendo le aziende interiorizzare questi fattori esterni perché sanno che è fondamentale per la loro conformità, profittabilità e percezione del marchio", afferma Uvenbeck.
"Ciò si riflette nelle strategie di posizionamento per la sostenibilità, negli obiettivi di prestazioni e negli impegni nei confronti dei consumatori, come promettere una certa quantità di utilizzo delle risorse idriche per ogni litro di prodotto creato".
Oggi, la complessità delle normative sull’uso delle risorse idriche è una barriera significativa per i produttori di alimenti e bevande. In tutto il mondo, i legislatori stanno agendo rapidamente per proteggere l'acqua dolce e le comunità che ne dipendono, il che significa più regole da rispettare per i produttori2,3. Ciò ha portato a un aumento della regolamentazione e alla complessità generale del panorama normativo.
"Può essere una giungla", afferma Uvenbeck. “Le direttive variano notevolmente da una regione all'altra e i requisiti relativi alla qualità o ai volumi variano a seconda della fase di trattamento, compreso ciò che può o non può essere riutilizzato dopo determinati processi”.
Fortunatamente, sembra che sia in arrivo un aiuto per i produttori di alimenti e bevande. Esperti come Uvenbeck e altri nel suo campo si aspettano che la complessità della regolamentazione si allenti nei prossimi anni, poiché gli organismi legislativi si allineano e adottano le migliori pratiche.
Il concetto di neutralità idrica ha guadagnato popolarità nel mondo accademico, nelle organizzazioni no profit e persino nelle aziende. Sebbene presenti analogie con i principi della neutralità carbonica, la natura dell'acqua richiede che gli sforzi siano più localizzati.
“A differenza della CO2, non è possibile risparmiare acqua in una parte del mondo e farla contare come crediti per il proprio consumo idrico in un'altra parte del mondo”, spiega Uvenbeck.
“Se l'acqua viene prelevata in un comune, deve essere restituita allo stesso comune”, aggiunge.
Questo vincolo unico sta ispirando soluzioni innovative, come i sistemi di credito in cui le aziende compensano l'utilizzo delle risorse idriche sostenendo iniziative o progetti di risparmio idrico in luoghi specifici.
"Non possiamo prevedere con precisione se queste idee o altre tendenze nell'uso dell'acqua guadagneranno slancio e influenzeranno la legislazione", afferma Uvenbeck. "Ma monitoriamo questi movimenti e siamo sinceramente ispirati dall'ingegno e dall'impegno per migliorare la gestione dell'acqua".
Applicazioni per l'osmosi inversa e la nanofiltrazione
RO e NF ci hanno aiutato a ridurre l'uso di acqua e sostanze chimiche per decenni. Entrambi sono tipi di tecnologie di filtrazione a membrana adattate per la prima volta all'industria lattiero-casearia nei primi anni '704. Le membrane e i loro elementi stessi sono migliorati continuamente in termini di prestazioni e durata. Le versioni odierne sono più affidabili, efficienti e adatte a una gamma più ampia di applicazioni.
Dai latticini ai succhi di frutta fino a un'ampia gamma di applicazioni nel settore delle bevande, le tecnologie RO e NF possono sbloccare efficienze inesplorate in tutta la produzione. La scelta della soluzione giusta inizia con la comprensione del processo e dei requisiti, sia interni che esterni.
"È essenziale parlare con operatori e stakeholder per comprendere le loro esigenze specifiche prima di consigliare la migliore soluzione di filtrazione", afferma Carsten Vigen Hansen, specialista della qualità dell'acqua.
"Ci avvaliamo della nostra vasta conoscenza di minerali e composti nell'acqua per sviluppare la soluzione giusta e conduciamo test pilota presso i siti di produzione di latte e bevande per convalidare le prestazioni".
Soluzioni comprovate per una gestione responsabile delle risorse
La conversazione sull'acqua e sulle sostanze chimiche CIP nella produzione di alimenti e bevande va oltre la riduzione dei costi. Si tratta di un dialogo olistico che considera la resilienza a lungo termine, la conformità normativa e l'evoluzione delle aspettative dei consumatori.
Le tecnologie RO e NF sono soluzioni collaudate e pratiche che offrono vantaggi molteplici alle tue operazioni.
"Ogni cliente è molto diverso: le normative che deve affrontare, i prodotti che crea, i volumi con cui lavora, ogni caso è unico", afferma Hansen. "Tuttavia, in ogni scenario in cui le tecnologie RO e NF sono assenti, implementarle migliora l'efficienza operativa".
Man mano che l'interesse globale per la gestione dell'acqua cresce, il valore delle soluzioni industriali che consentono di risparmiare risorse come queste continuerà a crescere.
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Sebbene l'industria lattiero-casearia abbia utilizzato le tecnologie RO e NF per molto tempo, altri settori alimentari e delle bevande hanno meno familiarità con alcuni dei potenziali vantaggi. I produttori di soft drink gassati, ad esempio, sono in una posizione ideale per trarre vantaggio dalla filtrazione per la riduzione del consumo idrico, data la natura della loro attività. Gestiscono un elevato numero di unità di stoccaggio (SKU), il che significa che devono pulire spesso le linee di produzione per i cambi di prodotto.
"Questo processo di risciacquo tra ogni SKU consuma una quantità significativa di acqua", afferma Uvenbeck. "Molti produttori in questo segmento stanno solo iniziando a scoprire il potenziale di risparmio idrico delle soluzioni RO. Parte del nostro lavoro consiste nel raggiungere e condividere le nostre conoscenze sul valore non sfruttato all'interno delle loro linee di produzione".
| Potenziale di recupero della filtrazione a membrana all'interno del segmento lattiero-caseario |
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| Recupero di acqua bianca nel trattamento dei prodotti lattiero-caseari liquidi |
| Recupero di acqua e siero del latte nella produzione di formaggio |
| Recupero dell'acqua e del detergente caustico nell'evaporazione e nell'essiccazione per polveri, come il latte intero in polvere, ecc. |
| Recupero del detergente caustico nel CIP a temperatura ultra elevata (UHT) - il miglior ritorno economico si ottiene con almeno 5 UHT da 15.000 l/h per ogni ciclo e un minimo di 20.000 l/giorno di liquido caustico. |
| Potenziale di recupero della filtrazione a membrana all'interno del segmento delle bevande |
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| Recupero dell'acqua per i produttori di succhi e soft drink gassati (è possibile utilizzare membrane diverse a seconda dell'applicazione). |
Caso Mammen Mejerierne
Mammen Mejerierne, un affermato produttore di formaggi del Nord Europa, ha implementato una soluzione RO che ha consentito un trattamento più efficiente delle acque reflue. Il 75% dell'acqua bianca viene recuperata e riutilizzata per la pulizia, riducendo l'uso complessivo di acqua durante le operazioni. Il restante 25% diventa siero di latte concentrato5. In precedenza, vendevano il siero di latte ai produttori di bevande, ma era meno concentrato e quindi richiedeva più risorse di trasporto. Riducendo il trasporto, hanno migliorato la profittabilità di questo sottoprodotto.
L'utilizzo di NF per il trattamento del liquido caustico nelle soluzioni CIP riduce la necessità di caustica, energia e acqua.
Il risparmio energetico si ottiene perché il liquido caustico deve essere riscaldato a una temperatura specifica per essere efficace. Una volta recuperato e conservato nel sistema, trattiene il calore, riducendo l'energia necessaria per riscaldarlo.
Un filtro NF può recuperare circa il 90% del liquido caustico speso5. In questo modo si riduce al minimo la necessità di acqua e caustica fresca nei cicli di pulizia successivi.
Caso di produzione lattiero-casearia
Dairygold, in Irlanda, ha una produzione annuale di 1,4 miliardi di litri e ora utilizza NF per il recupero del CIP. In questo modo si recupera fino al 90% del liquido caustico utilizzato per la pulizia degli evaporatori. Prima di installare una soluzione NF per il recupero del CIP, scaricavano 30.000 litri di acque reflue caustiche ogni giorno. Oggi, scaricano solo il 10% di questo volume.
Oltre a ridurre l'uso caustico e le acque reflue, Dairygold risparmia anche sulla quantità di sostanze chimiche neutralizzanti aggiunte alle acque reflue per bilanciare il pH prima di scaricarlo.
"Questo potenziale risparmio non deve essere trascurato se si applica alle tue operazioni", afferma Vigen Hansen. "Il suo valore è quasi lo stesso del valore del risparmio di caustica", spiega.
Scenario di risparmio
Implementando una soluzione NF per il recupero CIP, un caseificio che utilizza processi simili può risparmiare circa 46.776,16 € al giorno. Questa cifra si basa sui prezzi di mercato del 2025 per acqua, caustica e neutralizzante e presuppone l'uso quotidiano di 30.000 litri di liquido caustico. Il calcolo utilizza i seguenti prezzi: acqua (1,66 euro/l), caustica (0,43 euro/kg) e neutralizzante (0,36 euro/kg).
1. “Variazione nel tempo dell'indicatore 6.4.2 Livello di stress idrico: prelievo di acqua dolce in proporzione alle risorse di acqua dolce disponibili”, UN Water, https://www.sdg6data.org
2. "I deputati chiedono un'azione più audace dell'UE sulla resilienza idrica", Notizie del Parlamento europeo, 07-05-2025
3. "L'acqua è sotto i riflettori al vertice sul clima delle Nazioni Unite. Ecco perché è importante", Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente, 21-10-24
4. “Manuale sul trattamento dei prodotti lattiero-caseari”, Tetra Pak, 2025
5. "Soluzioni per la filtrazione che consentono di risparmiare risorse", Tetra Pak Global Source:https://www.tetrapak.com/insights/cases-articles/resource-saving-filtration-solutions