Sviluppo di un metodo per l'analisi e l'ottimizzazione di una filiera alimentare. Il caso studio della filiera agrumaria

This thesis aims to develop a methodology to perform the analyses and the optimization of any other food value chain. The procedure has been structured while applying it to the specific case of the citrus industry. It is the result of the work carried out in collaboration with the SUPER Group (Sustainable Process Engineering Research) of the Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering, with the department of Civil and Environmental Engineering of the Polytechnic of Milan, with a Sicilian company leader in the citrus sector and with the owners of three plantations located two in Calabria and one in Sicily. The present project takes advantage of interdisciplinary knowledge acquired, during the working year, thanks to innumerable conversations had with friends and experts from very different fields. It refers to the supply chain and not just to the process because in the food field in order to have a 360° vision and to achieve the desired objectives it is not enough to consider the transformation phase alone. It should be analysed as an integral part of the whole value chain. The work is divided into three distinct phases: 1. Cognitive phase ~ to acknowledge on what exists on both the subject of “optimization of a food production” and on the world of the citrus industry. It is carried out through bibliographic search, consultation of books, field visits and comparison with experts in the field; 2. Theoretical phase ~ the supply chain, initially subdivided into macro-areas and sub-phases, is represented graphically and described in a structured way. Then, using the SWOT analysis (Strength, Weaknesses, Opportunities and Threats) the gap present in the citrus value chain are identified and validated. While the “Impact-feasibility” map is adapted and used to priorities the result obtained from the SWOT analysis. 3. Practical Phase ~ exploiting the typical procedure of the Chemical Product Design the needs of the supply chain are identified. Later, ideas to satisfy these needs are proposed. Then the best among these ideas is selected and finally implemented. The latest point is the structuring of a procedure to analyse and then present the results obtained. The citrus value chain is divided into four macro-areas and a total of 13 sub-phases. Twenty weaknesses have been identified and an improvement has been proposed for each of them. The optimization field has been selected on the basis of both the previously identified needs and the findings of the market analysis. Three improvement ideas have been implemented. The results obtained were analysed taking into account the cost, the priority and the timeframe needed. The project come up with a ten-year and a five-year project. The first, aims to develop a circular economy; the second focuses on a social theme, encouraging the workers, making the work workplace more comfortable, safe and environmentally friendly.

La presente tesi nasce dalla volontà di sviluppare un metodo “ad hoc” per l’analisi e l’ottimizzazione di una produzione alimentare; è stata selezionata la agrumaria come filiera cui applicare la procedura. Essa è il frutto del lavoro svolto in collaborazione con il gruppo SUPER (Sustainable Process Engineering Research) del Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, con il dipartimento di ingegneria civile e ambientale del Politecnico di Milano, con un’azienda siciliana leader nel settore agrumario e con i proprietari di tre piantagioni site due in Calabria ed una in Sicilia. Il presente progetto sfrutta conoscenze interdisciplinari acquisite nel corso dell’anno grazie a innumerevoli conversazioni avute con amici ed esperti di ambiti anche molto lontani da quello dell’ingegneria chimica. Si parla di filiera e non di processo poiché per avere una visione a 360° e raggiungere gli obiettivi desiderati in campo alimentare non è sufficiente considerare la sola fase di trasformazione. La si deve analizzare come parte integrante dell’intera “value chain”. Il lavoro si ripartisce in tre fasi distinte: 1. Fase Conoscitiva ~ per soddisfare la necessita di capire cosa esiste ad oggi sia sull’argomento “ottimizzazione di una produzione alimentare” sia sul mondo della filiera agrumaria. Si procede tramite ricerca bibliografica, consultazione di libri, visite sul campo e confronto con esperti del settore; 2. Fase Teorica ~ la filiera, dapprima suddivisa in macro-aree e sotto fasi, è rappresenta graficamente e descritta in modo strutturato. Divenuti esperti del settore, si utilizza l’analisi SWOT (Strength, Weaknesses, Opportunities and Threats) per identificare e validare le criticità proprie di questa realtà. Realizzando una rivisitazione della tipica mappa “Impact-Feasibility” le suddette criticità sono quindi prioritizzate. 3. Fase Pratica ~ sfruttando la procedura tipica del Chemical Product Design si ricercano i bisogni della filiera. Successivamente, si studiano delle idee per soddisfare queste esigenze. Poi si selezionano le migliori tra queste idee ed infine le si implementa. Si conclude questa fase impostando anche il metodo con cui analizzare e poi presentare i risultati ottenuti. Si è suddivisa la filiera in quattro macro-aree ed un totale di 13 sotto fasi. Si sono rintracciati 20 punti deboli e per ognuno di essi è stata proposta un’idea migliorativa. Si è selezionato l’ambito da ottimizzare sulla base sia di quelli che sono risultati essere i bisogni della filiera sia dei risultati ottenuti dall’analisi di mercato. Si sono implementate tre idee migliorative. Si sono analizzati i risultati ottenuti tenendo conto del costo, della priorità e delle tempistiche previste. Il risultato finale sono due progetti, uno decennale ed uno quinquennale. Il primo, mira allo sviluppo di una filiera ad economia circolare; il secondo si concentra su un tema “sociale”, incentivando il lavoratore, rendendo più confortevole, sicura ed “environmental friendly” la giornata lavorativa.