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Oct 29, 2023

I ricercatori della WVU sviluppano la tecnologia dell'idrogeno per ridurre i gas serra provenienti dall'industria alimentare e delle bevande

Un gruppo di ricerca della West Virginia University, guidato da Hailin Li, sta sviluppando una tecnologia per decarbonizzare l’industria alimentare e delle bevande, eliminando potenzialmente le emissioni di gas serra. (WVU

Un gruppo di ricerca della West Virginia University, guidato da Hailin Li, sta sviluppando una tecnologia per decarbonizzare l’industria alimentare e delle bevande, eliminando potenzialmente le emissioni di gas serra. (Illustrazione WVU/Savanna Leech)

Ingegneri e scienziati della West Virginia University stanno sviluppando una caldaia flessibile a idrogeno avanzata per contribuire a decarbonizzare l’industria alimentare e delle bevande ed eventualmente eliminare le emissioni di gas serra.

La tecnologia, proposta da Hailin Li, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale presso il Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources, fornirà energia termica bruciando combustibile pulito anziché i tradizionali combustibili fossili. I ricercatori lavoreranno anche con le aziende di Morgantown per raggiungere tali obiettivi.

Il progetto è finanziato da una sovvenzione di 3 milioni di dollari da parte del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ed è uno dei 40 progetti di questo tipo incentrati sull’obiettivo dell’amministrazione Biden di raggiungere emissioni nette pari a zero entro il 2050.

“L’industria alimentare si trova ad affrontare la sfida di come ridurre ed eventualmente eliminare le emissioni di CO2”, ha affermato Li. “Se i leader del settore vogliono davvero raggiungere questo obiettivo entro il 2050, devono bruciare combustibile pulito privo di emissioni di carbonio o consumare elettricità pulita”.

Tradizionalmente, l’industria alimentare e delle bevande consuma elettricità e calore provenienti da combustibili fossili – compreso il gas naturale – che rilasciano gas serra come anidride carbonica e metano. In risposta, il team di Li ha sviluppato un forno a combustibile flessibile in grado di bruciare idrogeno puro, un'alternativa più pulita, per produrre acqua calda e vapore per la lavorazione dei prodotti.

Tuttavia, l’idrogeno non è ancora ampiamente disponibile, quindi il forno può funzionare anche con gas naturale o con la sua miscela con idrogeno in qualsiasi rapporto. Li ha affermato che questa flessibilità aiuterà a colmare la transizione del settore dai combustibili fossili all’idrogeno man mano che diventerà più comune ed economicamente conveniente.

“L’obiettivo è quello di alimentare un’operazione flessibile con un’efficienza di utilizzo dell’energia fino al 98% e emissioni di ossidi di azoto inferiori a tre parti per milione”, ha affermato Li. “Quindi, quando bruceremo l’idrogeno nell’industria alimentare, avremo zero emissioni di carbonio quando l’idrogeno verrà prodotto consumando energia verde”.

Inoltre, il gruppo di ricerca della WVU ha aggiunto al forno un componente chiamato “economizzatore”.

"L'economizzatore è un dispositivo in grado di recuperare il calore di scarto dai gas di scarico", ha detto Li. “E questo renderà il sistema molto più efficiente.”

Per una stretta collaborazione con l’industria alimentare locale, il team ha stretto una partnership con Mountaintop Beverage con sede a Morgantown, un impianto di produzione di bevande asettiche che prolunga la durata di conservazione dei prodotti lattiero-caseari e delle alternative ai latticini utilizzando una tecnologia di trattamento termico. Le bevande vengono riscaldate ad alta temperatura e sottoposte a riscaldamento e raffreddamento rapidi, che sterilizzano il prodotto e prolungano la durata di conservazione fino a un anno. La struttura confeziona e prepara i prodotti per le spedizioni a scuole e rivenditori.

“Vogliamo aiutare la nostra industria locale sviluppando la tecnologia per mitigare le loro sfide”, ha affermato Li.

Mountaintop Beverage fornirà a WVU l'accesso alla propria struttura per il campionamento dei dati sul funzionamento del forno. Eseguiranno inoltre analisi di qualità e forniranno input al settore sulla tecnologia delle caldaie a idrogeno man mano che viene sviluppata e testata.

Kristen Matak, professoressa di scienze animali e nutrizionali presso il Davis College of Agriculture, Natural Resources and Design, sta assistendo Li nel progetto. In qualità di scienziata alimentare specializzata in alimenti a valore aggiunto, sicurezza alimentare e controllo di qualità, è interessata alla sicurezza e alle conseguenze sensoriali dei metodi di lavorazione alternativi sul latte.

“Ogni volta che si verificano cambiamenti nei sistemi di trasformazione alimentare, dobbiamo garantire che l’impatto che questi cambiamenti hanno sul prodotto finale continuerà a soddisfare i requisiti normativi pertinenti e le buone pratiche di produzione”, ha affermato. "Il mio ruolo in questo progetto è verificare la sicurezza e la qualità del prodotto finale utilizzando test microbici e analisi sensoriali."