L’essiccazione delle erbe officinali: apparati per le piccole aziende Fabrizio Scartezzini CRA - MPF Caratteristiche salienti dell’azienda a cui si fa riferimento: superficie investita a colture officinali 100 –500 m2; più specie coltivate sia annuali che poliannuali ; lavorazione aziendale per aumentare il valore del prodotto e commercializzazione dello stesso con sviluppo di filiera autonoma manodopera garantita dall’imprenditore e dai familiari. La capacità produttiva media per una specie da foglia si può considerare pari a 40 q.li ad ettaro di prodotto essiccato per anno con due-tre raccolti stagionali (40 kg droga ogni 100 m2) Quantitativi di prodotto che devo lavorare 40 q.li/2 = 20 q.li su singolo taglio 20 q.li * 0,85=17 q.li s.s. 17 q.li/0,23=74 q.li verde pari a 74 Kg prodotto/100 m2 Mediamente si può considerare una produzione per ogni taglio compresa fra i 50 e gli 80 kg di prodotto verde ogni 100 m2 Nell’essiccazione ( sia naturale e sia artificiale) il fattore principale che condiziona questo processo è direttamente collegato alle capacità dell’aria di asportare l’umidità. Nella fase di essiccazione vi è in costante equilibrio fra l’umidità del prodotto, l’umidità dell’aria che si trova nelle sue immediate vicinanze e l’aria circostante. La capacità dell’aria di asportare acqua dipende direttamente dalla sua umidità relativa. Per ogni livello di temperatura l’umidità relativa (che si esprime in %) mi da indicazioni precise sul quantitativo di acqua presente in un determinato volume di aria e sulle capacità della stessa di asportare acqua (in riferimento alla quantità massima di acqua contenibile a quella determinata temperatura) Quantitativi di acqua da eliminare 70 –75% rispetto al peso del prodotto 12 - 15% livello massimo dell’umidità di conservazione la sostanza secca del prodotto in fase di raccolta varia dal 20-25% per foglie, steli ed infiorescenze al 25-30% nel caso di radici e può raggiungere % superiori nel caso dei semi acqua da eliminare (Ui – Uf)/(100 – Uf)* Q (Q = peso del prodotto fresco) (77-15)/(100-15)*75=55Kg acqua. 73% in peso del prodotto. Essiccazione naturale necessita di ampi spazi coperti e ventilati (aie, cortili): 1/5 della superficie investita ad officinali nel caso di raccolta delle foglie e degli steli, 1/10 della superficie nel caso di raccolta dei fiori, spessore di sovrapposizione delle piante limitato a 20 cm tempi di essiccazione lunghi 10-15 giorni in funzioni delle condizioni climatiche decadimento qualitativo collegato al deterioramento del prodotto dovuto a: processi di respirazione, processi di fermentazione Non è più proponibile, soprattutto in ambienti temperatoumidi, in relazione alle caratteristiche qualitative del prodotto che si ottiene Essiccazione dell’origano in mazzetti con struttura di supporto per sfruttare al massimo lo spazio disponibile L’essiccazione deve sempre avvenire in ambiente protetto dall’esposizione solare Sistemi di sfruttamento dell’energia solare possono essere sofisticati ovviamente con costi strutturali notevoli Aria fredda Aria riscaldata Graticciato di ventilazione Essiccazione artificiale Quando adotto interventi o soluzioni che mi permettono di modificare considerevolmente le capacità dell’aria di asportare umidità dal prodotto Essiccatoio tipo stufa termostatica, a cassoni sovrapposti (superfici limitate) – essiccatoio a cella trattamento di deumidificazione in ambiente chiuso (essiccatoio ad armadio e locale essiccazione dedicato) PARAMETRI IMPIANTO ESSICCAZIONE Capacità specifica d’evaporazione q = (x2 – x1)* γa espressa come g/m3 x = g/kg grammi di vapore acqueo in un kg di aria alla percentuale di umidità in entrata ed in uscita dal cumulo di prodotto da essiccare γa = kg/m3 peso in kg dell’aria secca in 1m3 di aria Acqua eliminabile dall’impianto Q=V*q*T V = m3/h portata del ventilatore q = g/m3 capacità specifica d’evaporazione T = h tempo utile per l’essiccazione (dalle 75 alle 100 h) Diagramma di Mollier Stufa Termostatica Capacità carico limitata (5 Kg/m2) e costo elevato apparecchiatura ( sia acquisto che gestione) in quanto viene proposta più per attività sperimentale e per altri settori di attività. 15 Kg. prodotto verde come capacità massima per stufe di dimensione notevoli Stufa ISAFA -cassette contenimento prodotto (75*50 cm) *20 cm spalla (9 cassonetti in totale) -volume globale disponibile 0,7 m3 e 3,30 m2 superficie supporto prodotto Temperatura di esercizio dai 30 ai 40 C° a seconda delle specie essiccate. Più alte (50-60 C°) nel caso di radici Essiccatoio a cassoni 10 – 12 kg/m2 CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO ISAFA - 2 m2 superficie cassone - 40 cm altezza spalla cassone; 4 cassoni sovrapponibili - ventilatore 2500/3000 m3/h - bruciatore 30.000 kcal/h - 100 kg prodotto fresco caricabile - 130/150 m2 di superficie che possono essere raccolti per ogni ciclo di essiccazione Essiccatoio a cella con serie di ripiani CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO A CELLA -dimensioni cella pari a 1,5m larghezza * 5 m lunghezza - 25 telaietti della dimensione di 1,5m *1m con spazio utile per carico pari a 0,40 m3 - 40 cm interasse telai - ventilatore 5000/6000 m3/h - bruciatore 40.000 kcal/h - 400 - 600 kg prodotto fresco caricabile - 550/800 m2 di superficie che possono essere raccolti per ogni ciclo di essiccazione Il riscaldamento dell’aria si può ottenere con: energia solare e sistemi di recupero del calore nell’essiccazione a basse temperature bruciatori a gasolio con scambiatore di calore o bruciatori a gas a fuoco diretto pompe di calore che garantiscono oltre allo innalzamento termico un abbassamento notevole dell’umidità dell’aria Recupero dell’energia solare può essere più sofisticato nel caso in cui si ricorre a pannelli solari o fotovoltaici (alimentazione del ventilatore e riscaldamento acqua da utilizzare in scambiatori di calore Aria fredda Aria riscaldata Graticciato di ventilazione Aria umida riciclabile Aria esterna Aria secca Condensatore: riscalda l’aria Evaporatore: raffredda e deumidifica l’aria Trattamento di deumidificazione (sistema di essiccazione che condiziona l’ambiente di essiccazione) l’azienda deve disporre di un locale possibilmente non umido che possa essere isolato il più possibile con l’ambiente esterno per quanto riguarda gli scambi di aria le piante da essiccare vengono disposte in strato sottile (10 –12 cm) su graticci quantitativo di prodotto caricabile per m2 di graticcio, non può superare 3 – 4 kg/m2. Caratteristiche del deumidificatore potenzialità teoriche del deumidificatore ( litri/24 ore) in condizioni ideali di funzionamento m3 di aria trattata in un ora ed indicazione delle dimensioni in m3 per le quali il deumidificatore è consigliato range ideale di funzionamento: temperatura 6 - 12 C° (max 32 ° C) umidità minima 30 – 40% Schema di funzionamento Deumidificatori industriali 40 – 60 litri al giorno Essiccatoio ad armadio Essiccatoio ad armadio Sistema d’essiccazione proponibile per una realtà produttiva di dimensioni minimali nella fase iniziale di avvio dell’attività di coltivazione di piante officinali. Il vincolo principale è strettamente collegato alla quantità di prodotto che posso caricare per ogni ciclo di essiccazione. ( 3-4 kg di prodotto fresco / m2 di superficie disponibile). Per armadi di 2*1.5 m e 0.75 m di profondità si può ipotizzare di caricare per ogni ciclo un quantitativo massimo di 20 kg. di prodotto fresco. L’eccessivo innalzamento della temperatura all’interno dell’armadio, dovuto alla disponibilità di spazi limitati necessari per la dispersione del calore prodotto dalla piante e dal funzionamento del deumidificatore, è un ulteriore aspetto negativo collegato all’adozione di questa soluzione. CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO FOLGARIA - 7,5 m2 dimensione locale isolato con pannelli - 20 m3 volume ambiente condizionato - graticci con superficie di carico di 1,5 m2 - 3 strutture carrellate con 5 pianali sovrapponibili - deumidificatore 15 litri /24 - 200 m3/h aria trattata consigliato per un locale di 160m3 - 70 kg prodotto fresco circa caricabile per ogni ciclo (3 kg/m2) (70*0,73 = 51,1 kg acqua da eliminare) Villa Ricci Sardagna (TN) Caratteristiche tecniche impianto essiccazione Villa Ricci Sandagna - 10 m2 superficie stanza dedicata - 3 strutture fisse + una mobile per facilitare il carico, lo scarico ed il controllo del prodotto (1,5*1m e 1*1m) - 5,5 m2 superficie appoggio a terra delle strutture di sostegno L’utilizzo del 55% dello spazio totale garantisce una ottima circolazione dell’aria - 7/8 cassonetti sovrapposti per un totale di 35 - 40 m2 di superficie d’appoggio totale - 2,5-3kg/m2 prodotto caricato nei cassonetti per un totale di 100 – 120 kg. prodotto per ciclo -120 litri /24 ore potenzialità del deumidificatore molto alta rispetto alle effettive esigenze della stanza di essiccazione Spazio occupato da ogni pila di cassonetti sovrapposti 6,0 m 40 cm Corridoio 80 cm 30 cm 3,0 m
