Salami aging : understanding tradition through engineering

With an annual turnover of around 8 billion euros, the Italian cured meat industry accounts for about 6% of the food industry as a whole. What distinguishes the cured meats industries is their ability to respect the quality of typical Italian products, in a perspective of optimization of traditional processes in order to minimize production times and consequently costs. Specifically, this paper aims to provide tools for the analysis and optimization of salami production processes, with particular reference to the aging phase. This last phase is in fact the critical one in terms of total costs, as it has the longest execution time compared to the total duration of the process. The study focused on the research of theoretical models able to predict and describe the effects of maturation inside the salami. The model was validated through the use of data collected from bibliographic sources. Under the assumption that the relevant mechanism for describing the aging phase is the reduction of moisture content within the product, the process was simulated in analogy to a drying process. Therefore, a model of water diffusion within a compound matrix (fat and lean) was developed. The nonstationary material balance equations were written in axially symmetric geometry and the model was integrated using MATLAB software. Once the chemical-physical parameters and the characteristic times of the process had been identified, a simplified transient model was derived, with lumped parameters, with which the influence of these on the characteristics of the finished product was quickly examined. In particular, the most relevant process parameters (cellar humidity and temperature, radial dimension of the salami and fat/lean size) were compared by means of a sensitivity analysis. The simulations identified cellar temperature as the most important process parameter on which action should be taken to reduce aging times. As a corollary of the previous analysis, the influence of the most significant process parameters on the risk of inducing deviations from the axial symmetry of the product was evaluated. High humidity gradients inside the salami generate a tensional state which, once a critical value is exceeded, can lead to the bending of the product itself, thus decreasing its commercial value.

Con un fatturato che si aggira attorno agli 8 miliardi di euro annui, l’industria dei salumi italiana ha un peso di circa il 6% sull’industria alimentare nel suo complesso. Ciò che contraddistingue i salumifici industriali è la capacità di rispettare la qualità dei prodotti tipici italiani, in un’ottica di ottimizzazione dei processi tradizionali al fine di minimizzare i tempi di produzione e conseguentemente i costi. Nello specifico, il presente elaborato ha l’obiettivo di fornire degli strumenti per l’analisi e l’ottimizzazione dei processi di produzione del salame, con particolare riferimento alla fase di stagionatura. Quest’ultima risulta infatti essere la fase critica in termini di costi totali, in quanto presenta i tempi di esecuzione più lunghi rispetto alla durata complessiva del processo. Lo studio effettuato si è focalizzato sulla ricerca di modelli teorici in grado di predire e descrivere gli effetti della stagionatura all’interno del salame. Il modello è stato validato attraverso l’utilizzo di dati raccolti da fonti bibliografiche. Nell’ipotesi che il meccanismo rilevante per la descrizione della fase di invecchiamento sia la riduzione del contenuto di umidità all’interno del prodotto, il processo è stato simulato in analogia ad un processo di essiccamento. Pertanto, è stato sviluppato un modello di diffusione di acqua all’interno di una matrice composta (grasso e magro). Le equazioni di bilancio materiale non stazionario sono state scritte in geometria a simmetria assiale e il modello è stato integrato mediante il software MATLAB. Una volta identificati i parametri chimico fisici e i tempi caratteristici del processo è stato derivato un modello transitorio semplificato, a parametri concentrati, con il quale è stata esaminata, in modo rapido, l’influenza degli stessi sulle caratteristiche del prodotto finito. In particolare, i parametri di processo più rilevanti (umidità e temperatura della cantina, dimensione radiale del salame e pezzatura grasso/magro) sono stati confrontati per mezzo di una analisi di sensitività. Le simulazioni hanno individuato nella temperatura della cantina il parametro di processo più importante su cui agire per la riduzione dei tempi di stagionatura. A corollario della precedente analisi, è stata valutata l’influenza dei parametri di processo più significativi sul rischio di indurre deviazioni dalla simmetria assiale del prodotto. Elevati gradienti di umidità all’interno del salame generano uno stato tensionale che, al superare di un valore critico, può portare alla curvatura del prodotto stesso diminuendone il valore commerciale.