Da sottoprodotto a risorsa

CO2, la sfida del recupero

Dal processo enologico un gas food grade
Il progetto E-CO2, promosso dal Consorzio Tutela Soave e portato avanti con enti di ricerca e aziende dell’indotto, è finalizzato al recupero e al reimpiego, in diversi ambiti, dell’anidride carbonica di fermentazione.

Il progetto E-CO2, promosso dal Consorzio Tutela Soave e portato avanti con enti di ricerca e aziende dell’indotto, è finalizzato al recupero e al reimpiego, in diversi ambiti, dell’anidride carbonica di fermentazione. L’attenzione per l’ambiente è ormai un argomento comune, dibattuto in ogni settore, e non desta quasi più scalpore. Ma quello che sicuramente più che mai è riuscito a concentrare le forze verso una tutela del patrimonio territoriale e naturale è sicuramente il mondo del vino. Se per esempio volessimo approfondire in internet il tema della sostenibilità, scopriremmo che un gran numero di pagine che discutono su questi argomenti sono correlate direttamente al sistema Soave, territorio che negli ultimi anni è riuscito a fare di questo tema, grazie all’imponente lavoro del Consorzio di Tutela dell’omonimo celebre vino bianco, una delle basi del proprio DNA.

Il contesto

Grazie ai finanziamenti destinati dall’Unione Europea, tramite il Fondo Agricolo per lo Sviluppo Rurale, alla Regione Veneto e al suo Programma di Sviluppo Rurale 2007-2013, diverse realtà produttive sono riuscite a creare innovazione, nell’ambito di un contatto diretto con il mondo Universitario e della Ricerca. A partire da questa possibilità, il Consorzio di Tutela del Soave ha dato via nel giugno 2011 a un progetto denominato E-CO2 che punta direttamente alla valorizzazione di quello che fino ad oggi è stato considerato uno scarto nel processo produttivo del vino, la CO2, studiando le possibilità di valorizzarlo per farlo diventare nuova risorsa. “Il nostro territorio – afferma Aldo Lorenzoni, direttore del Consorzio del Soave ‒ ha da subito colto l’occasione di concretizzare il sogno che ogni enologo porta in serbo da tempi remoti, promuovendo e sostenendo un progetto di ricerca, i cui risultati sono sotto gli occhi di tutti, teso ad una crescente eco-sostenibilità nella produzione vitivinicola”. Per realizzare un progetto così ambizioso è stato necessario coinvolgere una realtà produttiva con una forza tale da permettere, nei due anni di progetto, di avere a disposizione spazi e tecnologie importanti. Questo il motivo della partecipazione di Collis Veneto Wine Group, una delle più importanti aziende italiane, in grado ‒ grazie a 3000 soci conferitori ‒ di vinificare 140.000 tonnellate di uva a 110.000.000 litri di vino in 4 stabilimenti di trasformazione. “La cantina di Colognola ai Colli ci è sembrata da subito la soluzione migliore – spiega Giancarlo Lechthaler, direttore di Collis Veneto ‒ anche grazie alle sue 49.000 tonnellate di uva lavorate ogni anno. Abbiamo raccolto la sfida, e i risultati e l’attenzione che abbiamo ricevuto da concorsi, progetti ma anche dalla stampa ci ha restituito un buon risultato sul lavoro fatto”.

L’anidride carbonica in cantina

In campo enologico gli utilizzi dell’anidride carbonica sono numerosi e vanno incontro, innanzitutto, alla necessità di frigorie per il mantenimento a basse temperature del mosto. Ma la CO2 ha anche un potere saturante e di controllo dello sviluppo dei microrganismi (lieviti etc.) e viene impiegata nel raffreddamento e nella protezione dell’uva raccolta e nel raffreddamento in continuo del pigiato. Queste operazioni ne prevedono l’utilizzo sotto forma di liquido, subito dopo la vendemmia meccanizzata ma anche per abbassare la temperatura del pigiato fino a circa 5°C, ottenendo un raffreddamento immediato, omogeneo e attenuando gli stress, ma anche proteggendolo da eccessive ossigenazioni. Altro punto focale è l’utilizzo come gas tecnico ed antiossidante durante tutte le operazioni che vanno dalla saturazione di ambienti alle fasi di imbottigliamento e dove è importante sostituire la frazione di ossigeno tra il livello del vino e la chiusura onde evitare ossidazioni. L’anidride carbonica può essere utilizzata anche nella crioestrazione, processo che attraverso il parziale congelamento dell’uva prima della pressatura permette di ottenere vini bianchi di maggiore qualità. Si inibiscono i processi enzimatici che possono portare a degenerazione delle componenti aromatiche, conservandole ed estraendo quindi profumi migliori, che vengono mantenuti nel prodotto finito. Con la CO2 è anche possibile congelare solamente le uve immature (con minor contenuto zuccherino) per far sì che alla pressatura il mosto venga rilasciato solo dagli acini più maturi. La macerazione carbonica, infine, sfrutta a sua volta la CO2 per indurre una fermentazione intracellulare delle uve intere, alla base della produzione dei vini Novelli.

Vista dell’impianto sperimentale per il recupero e l’analisi della CO2 di fermentazione installato presso la cantina di Colognola ai Colli (VR) di Collis Group.

Impieghi alternativi

Nell’ambito di E-CO2 è stato valorizzato fortemente anche uno studio che prevede un utilizzo un po’ particolare di questo gas. La CO2 può diventare un importante substrato carbonioso per qualsiasi organismo fotosintetizzante. L’azienda Veronese Algain Energy, produttrice di bioalghe per l’estrazione di componenti nobili come antiossidanti e altri composti per l’alimentazione, ha valutato, insieme ai partner universitari del progetto, la produzione da parte dell’alga Haematococcus pluvialis del componente Astaxantina, forte antiossidante pigmentato utilizzato in settori che vanno dalla mangimistica al consumo umano. Altre alghe sono in grado di produrre proteine (come la spirulina), acidi grassi pregiati (come gli omega3) e altre molecole, che stanno negli ultimi anni aprendo nuove prospettive di mercato, mirate all’alimentazione umana. Aprendo poi un altro fronte, alcune grandi multinazionali dei carburanti stanno conducendo studi sulle alghe per l’estrazione di combustibili come oli (biodiesel) o bioetanolo, ma anche di altri composti in grado di riassorbire sostanze pericolose per l’ambiente, come i metalli pesanti, o che possano essere utilizzati nella purificazione di acque reflue o nella captazione dell’anidride carbonica. Nel particolare, i risultati dello studio di E-CO2 possono essere considerati interessanti poiché se da un lato la CO2 emessa può essere immediatamente riassorbita senza essere persa in ambiente, dall’altro è possibile fissarla in supporti carboniosi utili e con alto potere antiossidante, che potranno in futuro idealmente sostituire composti attualmente utilizzati per questo ruolo, come l’anidride solforosa. Lo studio ha posto purtroppo solo le basi di questo utilizzo. In futuro ulteriori approfondimenti (già in essere) consentiranno di ottenere un composto di una purezza tale da non compromettere a livello visivo e sensoriale il prodotto finito e, finalmente, di chiudere questo ciclo della sostenibilità from wine-to wine.

Il recupero della CO2 da fonte enologica

E-CO2 è stato il primo progetto in grado di realizzare concretamente, pubblicando tutti i dati, il recupero della CO2. L’impianto utilizzato per il recupero dell’anidride carbonica è di piccole dimensioni, prodotto da Tecnoproject Industriale, azienda italiana leader del settore, ed impiegato nei test presso grandi stabilimenti che andranno in futuro a necessitare di impianti di capacità decisamente superiori. La CO2 fluisce all’impianto senza necessità di spinta, secondo il flusso naturale di ettolitri di mosto in fermentazione. Una volta arrivata all’ingresso del macchinario, la CO2 viene raccolta in un pallone di dosaggio che, quando pieno a determinati livelli, permette di innescare un compressore che insuffla l’anidride carbonica. Il primo passaggio di purificazione avviene a livello di alcuni filtri a carboni attivi in grado di effettuare una prima pulizia della maggior parte dei composti aromatici e altre molecole che fluiscono naturalmente con la fermentazione. Una maggiore compressione permette di purificare ulteriormente il gas grazie ad un strippaggio a freddo che separa la sola CO2 da azoto, ossigeno e argon e porta ad un grado di pulizia del 99,99% e con una concentrazione di ossigeno disciolto minore del 5%. Lo stoccaggio successivo porta l’anidride carbonica all’interno di un tank a 18 bar che consentirà in seguito l’utilizzo in loco o il trasposto verso nuove destinazioni in appositi camion.

La CO2 fluisce all’impianto di recupero senza necessità di spinta, secondo il flusso naturale di ettolitri di mosto in fermentazione.

La qualità dell’anidride carbonica

Il progetto ha permesso, come prima fase, di valutare la qualità dell’anidride carbonica in ingresso e in uscita all’impianto di purificazione e compressione. Dalle analisi effettuate è stato possibile appurare come la qualità in uscita dai fermentatori sia già estremamente alta, il che permetterebbe, se si valutasse il solo utilizzo in cantina, di riutilizzare la CO2 compressa come ghiaccio secco o sottoforma liquida durante le operazioni sui mosti. All’uscita dall’impianto il risultato tanto atteso è stato verificato: la CO2 prodotta da fonte enologica è food grade. L’impianto di recupero tester ha quindi funzionato correttamente, restituendo nei due campioni in esame solo piccole quantità di etanolo in eccesso, che dovrà essere eliminato per poter effettivamente avere il 99% di purezza richiesta dall’ISBT (International Society of Beverage Technologists). “Siamo in grado di effettuare piccole modifiche all’impianto – dichiara Stefano Faccioli di Air Liquide ‒ che ci consentiranno di togliere le tracce in eccesso di etanolo, al fine di avere la qualità richiesta. Abbiamo ottenuto un ottimo risultato, il sistema vino può diventare davvero fonte di produzione di CO2 pulita e di alta qualità”.   [box title= "Enti di ricerca e aziende dell’indotto" color= "#c00"] I tre enti Universitari che hanno supportato i risultati scientifici del progetto sono stati il dipartimento di Biotecnologie dell’Università di Verona, il CNR di Pisa e l’Università di Napoli, che hanno permesso di approfondire uno dei riutilizzi della CO2 per creare un prodotto (sostenibile) che potrebbe essere reimpiegato in enologia. Gli avanzamenti del progetto hanno poi visto la partecipazione di diverse altre realtà: Tebaldi, Air Liquide, Tecnoproject Italiana Algain Energy.[/box]   [box title= "Impiego della CO2: alcuni esempi" color= "#c00"] Il mercato di questo gas è estremamente variegato e in crescita, con un 70% della richiesta di CO2 food grade. La definizione ad utilizzo alimentare rispecchia il grado di purezza richiesto affinché essa possa essere immessa sul mercato, indipendentemente dagli utilizzi che poi ne vengano fatti, come ad esempio la produzione di ghiaccio secco per il mantenimento delle frigorie, per il raffreddamento e la surgelazione di carni, prodotti da forno e ortofrutticoli. In miscela con l’azoto viene utilizzata per produrre la famosa atmosfera modificata degli alimenti confezionati, che ne previene le ossidazioni ma anche lo sviluppo di alterazioni microbiologico-enzimatiche, permettendo di migliorare la shelf life dell’alimento. Altro utilizzo è la concimazione carbonica, tecnica sviluppata nei paesi del Centro-Nord Europa, che prevede l’immissione del gas, direttamente o sotto forma di compresse, all’interno delle serre, affinché funga da fonte di carbonio per una migliore fotosintesi. Altri impieghi sono il trattamento delle acque reflue per la loro acidificazione, nonché la sabbiatura (crio-pulizia, crio-sterilizzazione) abrasiva in sostituzione della sabbia, molto pericolosa per l’operatore, ampiamente utilizzata per lo sbiancamento dei jeans.[/box]   [box title= "Birrificio sì, cantina non ancora" color= "#c00"] Attualmente le fonti di approvvigionamento di anidride carbonica sono diverse. In alcune zone d’Italia, tra cui la Toscana, sono presenti sacche sotterranee di questo gas, tuttavia in esaurimento, per cui  diverse aziende si spingono in Paesi anche lontani per il recupero della CO2. Tuttavia la CO2 può essere anche recuperata dalla combustione di idrocarburi, come il metano, fonte continuativa per aziende importanti che ne fanno usi ingenti, o da reazioni chimiche in grado di produrre il gas, che può essere captato e compresso. Il recupero della CO2 è però un fattore non nuovo in settori come i birrifici, che grazie ai 365 giorni annui di produzione sono in grado di recuperare e comprimere la CO2 senza necessità di purificazione per il successivo reimpiego nel processo produttivo (rigasatura del prodotto o saturazione degli ambienti). Queste operazioni non sono invece ammesse nel settore enologico, motivo per cui ad oggi nessuno ha ancora concretizzato questo tipo di operazione.[/box]   Articolo a firma di  Nazareno Vicenzi - Responsabile progetto E-CO2 – Consorzio Tutela Vini Soave Approfondimenti a cura dell'Autore   PER APPROFONDIRE

Un’ottima base

Il progetto E-CO2 ha posto in essere più domande di quelle cui è stato possibile dare risposta, ma certamente è stato fissato un importante punto di partenza per future realizzazioni concrete e su larga scala. Non si trovano infatti pubblicati altri progetti che abbiano già realizzato un’operazione simile, per cui con E-CO2 si sono senz’altro creati ottimi presupposti di letteratura.

Il recupero di altre molecole

Ogni mosto, per le sue specifiche caratteristiche compositive, dà luogo a un particolare pattern di aromi (sostanze volatili) che in parte vengono trascinate insieme ai gas di fermentazione. Nell’ambito di E-CO2 è stato effettuato un profilo aromatico dello sporco (descritto nel paragrafo precedente) in corrispondenza del primo passaggio di purificazione. L’analisi ha rivelato la presenza di composti sensorialmente attivi, richiamanti il floreale e il fruttato, il miele e i frutti esotici. Dunque anche la componente inizialmente definita come inquinante all’interno del flusso di gas di fermentazione potrebbe rivelarsi in realtà un importante base di composti che, una volta separati, potrebbero in futuro essere reimpiegati in settori come quello alimentare o quello dei profumi.

Il Soave e l’attenzione al proprio territorio

Essere ecosostenibili non è una cosa da tutti. Il Consorzio di Tutela del Soave fin dalla sua nascita si è fatto infatti promotore di innovazione per lo sviluppo e il miglioramento non solo dell’importante omonimo vino bianco ma anche per mantenere salda la qualità del territorio e dell’ambiente che lo circonda. “La strada durante questi anni è stata lunga – dice Aldo Lorenzoni, direttore del Consorzio del Soave - ma da sempre grazie ai produttori e ai viticoltori siamo riusciti a fare sistema, lavorando su strade anche difficili che per primi ci hanno portati verso temi che oggi tutti chiamiamo sostenibili, e che reputiamo scontati, aprendo veramente con la nostra sensibilità a questo tipo di attenzioni”. A fianco del coordinamento e monitoraggio dei trattamenti fitosanitari, svolti in collaborazione con le Cantine Cooperative e che negli anni ha costruito una vera e propria expertise di tecnici guidati da Giuseppe Rama e Flavia Zenari, si è anche mantenuto un costante monitoraggio dei contaminanti nel suolo e nel sottosuolo, il controllo dei residui dei trattamenti sulle uve, del consumo idrico e della gestione dei fitofarmaci, con la costante attività informativa ai produttori. Negli anni queste attenzioni hanno valorizzato l’attività del Consorzio, riconosciuta da premi come l’EcoFriendly 2012. “Tutti questi lavori, apparentemente distanti, stanno ora trovando il loro punto di incontro – continua Lorenzoni - in un progetto ambizioso basato sull’LCA (Life Cycle Assesment) che considera gli impatti ambientali nei confronti della salute umana, della qualità dell’ecosistema e dell’impoverimento delle risorse considerando inoltre gli impatti di carattere economico e sociale”. Le grandi realtà cooperative non sono da meno: “La sostenibilità – spiega Giancarlo Lechthaler, Collis Group - è una delle tematiche che il nostro gruppo sta promuovendo da tempo nei processi produttivi, a partire dalla promozione della difesa fitosanitaria in vigneto fino alla valorizzazione dei metodi impiegati nella coltivazione biologica fino all’implementazione di sistemi per il risparmio energetico”. In due dei principali stabilimenti Collis ha recentemente installato impianti fotovoltaici in grado di produrre circa 630 mila kilowatt/ora: “Energia – continua Lechthaler - che potrebbe essere impiegata in parte per i compressori degli impianti per il recupero della CO2. Un progetto come E-CO2 ci ha infatti subito interessati, credo abbiamo posto un ottimo gradino per primi su un tema a noi enologi sensibile da sempre”.

La banca della CO2

Le quantità di CO2 prodotte da alcune cantine – dice Nazareno Vicenzi - ci hanno fatto subito ipotizzare come per determinate cantine di grandi dimensioni noi potremmo veramente valutare delle impiantistiche atte a fare diventare il settore enologico nuova, ecosostenibile fonte per l’approvvigionamento della CO2”. Dal progetto si è sviluppata subito l’idea di poter valutare la creazione di una filiera sostenibile, una sorta di dare e di ricevere che consenta in alcune grandi cantine localizzate (nord, centro e sud Italia) la costruzione di una sorta di banca della CO2 instaurando dei rapporti con i gasatori come Air Liquide, partecipante al progetto, e che consenta quindi alle cantine di avere delle agevolazioni nel momento dell’acquisto dell’anidride carbonica utile ai processi di vinificazione e imbottigliamento. Se poi, come risultato dal progetto, si è in grado effettivamente di produrre CO2 di qualità food Grade, il passo è molto breve!

I premi, l’idea business, i riconoscimenti

Durante i due anni di realizzazione, il progetto E-CO2 ha partecipato a diversi Concorsi di innovazione dove è uscito sempre tra le idee vincitrici. Presentato in anteprima al Focus On Vendemmia del 2012, nel settembre dello stesso anno è stato infatti selezionato tra i 10 migliori progetti a livello nazionale presentati al TriesteNext, salone europeo per la ricerca scientifica ed esposto al teatro Lirico Verdi davanti ad una platea di investitori e al mondo della ricerca. Ulteriore riconoscimento è stato ottenuto invece a dicembre quando il progetto ha concorso alla selezione effettuata dall’associazione ItaliaCamp, realtà culturale che grazie al patrocinio della Presidenza del Consiglio dei Ministri e di 60 Università Italiane promuove le migliori idee all’interno di un bando costruendo una vetrina sul mondo dell’industria e degli investimenti. Tra 720 idee a livello nazionale E-CO2 è stato infatti scelto come una delle 10 migliori idee per il barcamp di Regione Veneto, vincendo poi il premio business nella giornata di presenza a Verona dell’ex Presidente Mario Monti. Durante i due anni inoltre sono state scritte due tesi di laurea oltre a decine di articoli di giornali che hanno posto grande attenzione sul lavoro svolto, dandogli valore e visibilità, a fiere e convegni di settore e sulla sostenibilità ove è stato possibile spiegare al mondo come il recupero della CO2 sia possibile e di come questo progetto possa davvero creare eco-sostenibilità.

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