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OPAV: Studio di una metodica innovativa per l'ottimizzazione del processo di pastificazione con l'ausilio di tecniche di simulazione virtuale

Sempre più il settore dell’ingegneria e delle tecnologie alimentari aumenta il suo raggio d’azione, alla ricerca di soluzioni innovative per l’ottimizzazione di processi produttivi alimentari, sia che si tratti di conservazione, preparazione o trasformazione.
Si afferma considerevolmente la prassi dello studio e dell’analisi di questi metodi applicando modelli numerici e di simulazione di processi, con lo scopo di mantenere e se possibile di migliorare la sicurezza e la qualità dei cibi, per conoscerne le proprietà dei diversi componenti e delle diverse strutture, quando sottoposti a particolari procedimenti fisico – chimici e in prospettiva di creare prototipi che ottimizzino il processo produttivo in termini di riduzione di tempo e di sprechi, senza modificare la “bontà” del prodotto stesso.

Proprio in quest’ottica, si inserisce il progetto di ricerca OPAV, che intende sviluppare un sistema software che consenta di controllare ed ottimizzare il processo di pastificazione.
Si tratta di un prodotto nuovo sia per le aziende produttrici che per il mercato a cui si rivolge, e di conseguenza di un metodo, fino ad ora, in fase di studio.
Per finalizzare il progetto devono essere sviluppate sia una fase sperimentale, per definire un modello reologico della pasta sufficientemente caratterizzato, che una fase prettamente numerica, per la trasposizione del modello reologico in un codice di calcolo di ambito CFD (Computational Fluid Dynamics). Attraverso controlli incrociati tra dati desunti sperimentalmente e modelli sviluppati al computer si ottiene un progressivo affinamento del sistema giungendo alla realizzazione di un prototipo virtuale del prodotto sempre più fedele rispetto al reale, e capace di trattare una varietà di situazioni, sia relativamente a processi consolidati, che largamente innovativi.

L’analisi CFD (che in tale contesto deve studiare in particolare il flusso fluido, lo scambio di calore e le reazioni chimiche), il modello reologico e le prove sperimentali sono quindi necessarie e fra loro complementari, e concorrono alla strutturazione completa del problema.
La pasta, nel suo stadio di preparazione, è un fluido non-Newtoniano: la modellizzazione dei fluidi non-Newtoniani e delle leggi costitutive associate ad essi, non è un processo semplice. Questo è il principale motivo a causa del quale, in molti casi, ancora oggi, le aziende che operano nel settore della pastificazione, si affidano all’esperienza ed alle conoscenze empiriche che esse hanno maturato per offrire prodotti di qualità. Proprio questo fattore è assunto dalle industrie come “bandiera” da esibire. Tuttavia, questo “modus operandi” rivela diversi limiti.

  • La produzione (ad esempio) di un diverso formato o tipo di pasta, comporta la necessità di procedere “a tentativi”, fino a quando il prodotto finale non soddisfi le specifiche richieste. Il raggiungimento dell’obiettivo si demanda, quindi, alla sensibilità del tecnologo di turno. Chiaramente ciò non è sufficiente e determina uno spreco di risorse (tempo, energia, elevato numero di scarti, fermi macchina più lunghi, etc.).

  • Il sistema di produzione segna spesso eccessiva inerzia rispetto alle sempre più variegate e mutevoli richieste del mercato.

In questo contesto, il progetto OPAV – recentemente finanziato, e di cui EnginSoft è coordinatore - si prefigge l’obiettivo di fornire ai produttori di pasta, ma anche ai produttori di macchine del settore, uno strumento versatile e potente, tramite il quale si possano gestire i parametri di prodotto e di processo, in maniera tale da controllare a proprio piacimento le caratteristiche di quest’“output” tanto desiderato e tanto apprezzato: la pasta!

Per informazioni:
info@enginsoft.it

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