Lo speciale sulla qualità della vita e sul perché la chimica è indispensabile nella vita di tutti i giorni

Parte 1: Alimentazione e chimica

Chimica. Non sempre ne notiamo la presenza nella vita quotidiana. Tuttavia, l’uso di processi chimici è spesso indispensabile perché le cose che ci sono familiari restino esattamente come ci aspettiamo che siano. È qualcosa che i dolci natalizi, formaggio e l’acqua che beviamo hanno in comune.

 

Una questione di gusti e aspettative

L’acqua è fonte di vita. Aprire un rubinetto per lavarci le mani, farci una doccia o dissetarci è per noi una cosa del tutto naturale. In media, gli italiani consumano circa 240 litri di acqua al giorno, più o meno la capacità di una vasca da bagno. In linea di principio, nessuno in Italia ha bisogno di preoccuparsi della qualità dell’acqua potabile. Studi recenti rivelano che l’acqua del rubinetto è pura almeno quanto quella in bottiglia. E l’uso di sostanze chimiche è indispensabile per purificare l’acqua. I consumatori hanno grande fiducia nell’efficacia dei processi chimici e non chimici necessari a rimuovere le sostanze tossiche dall’acqua e questa fiducia è assolutamente giustificata.

 

Chi l’avrebbe mai detto? L’acqua contiene oltre 2.000 sostanze

Oltre a residui conosciuti come arsenico, metalli pesanti, contaminazioni batteriologiche, oli e grassi, sempre maggiori tracce di ormoni prodotti artificialmente, soprattutto antibiotici, pillole anticoncezionali, antidepressivi e farmaci anticancro, finiscono nell’acqua potabile. La rimozione di queste sostanze endocrine, chiamate anche xeno ormoni, rappresenta una grande sfida per trattamento delle acque reflue. Gli esperti hanno rilevato che nell’acqua vengono rilasciate oltre 2000 sostanze. È importante quindi che la ricerca sia in grado di sviluppare metodi per rilevare anche piccole tracce di impurità nell’acqua e rimuoverle. Di conseguenza la domanda per il trattamento delle acque con processi chimici e non chimici è elevata in tutto il mondo. Gli osservatori del mercato stimano un aumento di oltre il sei per cento all’anno – e il trend è in crescita.

 

Un metodo di trattamento dell’acqua è l’adsorbimento con resine a scambio ionico:

Resine a scambio ionico

Gli scambiatori di ioni, sono utilizzati principalmente per addolcire, demineralizzare e decarbonatare l’acqua. Possono sottrarre ioni positivi o negativi e rilasciare una quantità corrispondente di altri ioni. A seconda che scambino ioni caricati positivamente o ioni caricati negativamente, gli scambiatori ionici si distinguono rispettivamente in cationici e anionici. Le resine acriliche o polistireniche, funzionalizzate, fungono da materiale di scambio. Queste resine a scambio possono anche essere rigenerate. Per questo scopo, uno scambiatore cationico viene rigenerato con una soluzione acida, uno anionico con una soluzione alcalina. L’acqua è praticamente riciclata. Così le resine a scambio ionico aiutano anche a risparmiare acqua, poiché l’uso di acqua fresca naturale,  può essere ridotto significativamente, soprattutto in applicazioni industriali. Utilizzando questa procedura è possibile eliminare dall’acqua impurità come arsenico, fluoro, nitrati o fosfati, oltre alle tracce di contaminanti tossici come i metalli pesanti. Un’alternativa all’adsorbimento tramite scambiatore ionico è quella che utilizza il carbone attivo, che permette di eliminare dall’acqua componenti organici quali colore, odore e sapori.

Il più grande impianto al mondo per la produzione di resine per scambiatori ionici si trova a Bitterfeld, in Sassonia-Anhalt ed è in attività dal 1936. Il Gruppo LANXESS, che produce specialità chimiche, dal 2011 sviluppa anche prodotti per la filtrazione a membrana altamente efficienti. Le membrane a Osmosi Inversa sono utilizzate per la dissalazione  di acque salmastre e reflue, soprattutto nel settore industriale e nella produzione di acqua potabile. “Purtroppo il numero di sostanze tossiche nell’acqua è costantemente in aumento. Nella ricerca siamo incoraggiati a sviluppare metodi sempre più specifici per rimuovere rapidamente le sostanze nocive”, dice Bettina Blottko, responsabile della business unit Liquid Purification Technologies di LANXESS, nella quale sono confluite le attività di trattamento delle acque.

Le persone sono creature abitudinarie e l’industria sfrutta questo fatto

Non ci sono dubbi: l’acqua pura è il nutriente più prezioso. In gran parte dell’Europa, la disponibilità di acqua potabile di alta qualità è, naturalmente, quasi scontata. Ma qual è la situazione per le altre sostanze nutritive che utilizziamo ogni giorno? I consumatori, apprezzano la qualità, ma quando si tratta di alimentazione sono anche creature abitudinarie. Gli ingredienti o i metodi di produzione dei cibi che amiamo vengono raramente messi in discussione, a meno che le tendenze o le opinioni di amici e conoscenti non suggeriscano che le cose potrebbero essere migliori. L’industria alimentare affronta la sfida di doversi continuamente adattare a elevati standard qualitativi e alle ultime esigenze dietetiche dei consumatori.

Secondo studi recenti sulle esigenze dei consumatori, oggi il cibo dovrebbe essere soprattutto sano e veloce da preparare. Tuttavia, è fin troppo chiaro che freschezza e prodotti già pronti non sono sempre compatibili tra loro. Sembra anche logico che quando questi vengono abbinati, l’aiuto della chimica non possa essere escluso. E, nella maggior parte dei casi, questo ricorso alla chimica non presenta problemi. Le sostanze chimiche utilizzate nella produzione alimentare sono soggette a normative rigorose; spesso hanno funzioni molto pratiche nel corso della produzione e si decompongono durante il processo, tanto da non essere più presenti nel prodotto finale.

Additivi: migliori rispetto alla reputazione che hanno

Un esempio è l’acido solforico, un additivo che, tra le altre cose, favorisce un processo di produzione naturale. L’acido solforico può modificare la struttura delle proteine e dei carboidrati, scomponendoli, per questo viene utilizzato nell’industria alimentare come ausilio tecnico nella produzione del formaggio. Per fare il formaggio, è necessario separare le sostanze solide del latte, come proteine e grassi, dalla parte liquida. Durante il processo l’acido solforico viene decomposto e non è più presente nel prodotto finale. L’idea che i cibi senza additivi sono più naturali o più sani è comprensibile, ma purtroppo è spesso una semplificazione eccessiva. Non si possono considerare tutti gli additivi come artificiali e quindi nocivi.

L’uso di additivi è strettamente regolato dall’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA), che ne verifica l’idoneità per l’uso alimentare. Gli additivi possono essere utilizzati sono dopo essere stati approvati dall’EFSA. LANXESS produce acido solforico nello stabilimento di Leverkusen da più di 100 anni e la qualità è idonea per i prodotti alimentari ormai da molti anni. Per ottenere questo risultato, il Gruppo che produce specialità chimiche deve assicurarsi attraverso una dettagliata analisi dei rischi (Hazard Analysis and Critical Control Points system o sistema HACCP in breve) che qualsiasi influenza pericolosa sia stata eliminata, ad esempio durante la produzione. Norme igieniche altrettanto rigorose si applicano al trasporto: lo spedizioniere ha bisogno della certificazione di sicurezza alimentare e le cisterne devono essere approvate specificatamente solo per il cibo e una volta riempite devono essere chiuse ermeticamente.

Acido solforico

• Formula: H₂SO₄
• Densità: 1,84 g/cm³
• Punto di ebollizione: 335 °C
• Stato fisico: liquido

 

Dolci natalizi senza zucchero? Non avrebbero sapore

Per tornare agli scambiatori di ioni, sono utilizzati anche nella produzione alimentare: servono a rendere lo zucchero dolce e bianco. Se i dolci nuziali avessero una glassa marrone invece di una bianca candida, probabilmente non farebbero una bella figura nel piatto. Ma una glassa marrone sarebbe più naturale. Riuscite a immaginare i dolci di matrimonio con una glassa marrone? Come si vuol dire, anche l’occhio vuole la sua parte, e senza dubbio la glassa marrone non richiamerebbe alla mente la stessa immagine di purezza. Inoltre, i biscotti sarebbero meno dolci. Perché solo le resine di scambio ionico rimuovono sali, acidi e proteine dallo zucchero grezzo.

Resina a scambio ionico

• Resina di polistirolo, resina gelulare
• Gruppo funzionale: Acido solfonico
• Temperatura operativa: fino a 120 °C
• Aspetto dei granuli: Sfere, 0.3 – 1.2 mm
• Così lo zucchero diventa bianco e dolce

Nel processo di produzione dello zucchero, il latte di calce e l’ossido di calcio vengono aggiunti all’estratto di barbabietola da zucchero e canna da zucchero. Viene quindi aggiunta anidride carbonica, ottenendo un succo di colore giallo-marrone. Il succo scuro viene poi filtrato con resine scambiatrici di ioni e così demineralizzato o addolcito. Il risultato è un liquido giallo, trasparente, che viene addensato in un evaporatore, a sua volta decolorato tramite resine a scambio ionico e quindi cristallizzato. Alla fine si ottiene lo zucchero raffinato, vale a dire zucchero bianco candido di altissima qualità. Le resine a scambio ionico sono dunque essenziali per salvaguardare la qualità del cibo.

Altri argomenti della serie “What moves us”

• Prossimamente: Mobilità elettrica
• Prossimamente: Sicurezza
• Prossimamente: Trattamento della pelle

 

Fonte: Lanxess

 

 

 

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