Gli ultrasuoni nel processo di estrazione dell’olio extravergine di oliva

Ad aprile 2013 la testata Teatro Naturale aveva divulgato i risultati di prove sperimentali condotte su scala pilota dai ricercatori di Scienze e Tecnologie Alimentari del Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali e Territoriali dell’Università degli Studi di Bari (Aumentare la resa di estrazione in frantoio grazie agli ultrasuoni) relative all’impiego degli ultrasuoni nel processo di elaborazione degli oli extravergini di oliva.

Nell’arco dei due anni successivi, grazie al finanziamento della Regione Molise, Misura 1.2.4 del P.S.R., un gruppo di aziende molisane, con capofila l'azienda Olio Aloia sas di Colletorto (CB), in collaborazione con l’Università degli Studi di Bari, l’Alfa Laval- Olive Oil e WEAL srl, ha contribuito alla progettazione, realizzazione, collaudo e messa a punto di un sistema innovativo ad ultrasuoni per la produzione di olio extra vergine di oliva ad elevato valore nutrizionale e a ridotto impatto ambientale.

Figura 1 Prototipo di scambiatore di calore combinato con sonde ad ultrasuoni

Il progetto dal titolo, “ULTRA DOP -OLIVE OIL”, ha generato quale risultato un prototipo di scambiatore di calore combinato con sonde ad ultrasuoni collocabile a valle del frangitore, in grado di preriscaldare e sonicare la pasta di olive prima di una breve passaggio in gramola. Lo studio fluidodinamico per il dimensionamento dell'impianto è stato condotto dal Prof. Riccardo Amirante del Politecnico di Bari.
L’esigenza di ricerca che ha portato all’impiego di una tecnologia emergente, con azioni essenzialmente meccaniche sulla pasta olearia, è nata dall’osservazione dei limiti presenti nell’attuale processo di elaborazione dell’olio extravergine di oliva.
L’osservazione è nata dal fatto che nei cosiddetti sistemi definiti "continui” tra due delle tre macchine che compongono il sistema, frangitore meccanico e decanter, si trova la gramola, una macchina che lavora in batch. La gramola rappresenta dunque l’anello debole della catena del sistema continuo.

Attualmente il metodo utilizzato per garantire continuità al processo, senza interrompere l'attività delle macchine a monte e a valle della gramola, consiste nel porre più macchine gramolatrici in parallelo.
È necessario rispondere alle mutate esigenze del mercato, offrendo impianti ad alta efficienza lavorativa ed energetica, in grado di assicurare redditi adeguati ai frantoiani, anche limitando i costi di investimento (con un numero minore di gramole) e di gestione (minori consumi) dell'impianto, riducendo i tempi di processo ed ottimizzando la capacità lavorativa delle macchine. Per raggiungere questi obiettivi, possono essere impiegate tecnologie emergenti come ultrasuoni e microonde:
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Gli ultrasuoni sono una forma di energia generata dalle onde sonore di frequenze superiori a 16 kHz. Manifestano sia una azione meccanica, dovuta ai fenomeni di cavitazione, sia una azione termica dovuta all’assorbimento dell’energia dell’onda nel mezzo.
La cavitazione è il fenomeno fisico che conduce alla formazione e attività di cavità all’interno di un liquido quando questo venga sottoposto all’azione di onde di pressione e depressione ad altissima velocità generate da ultrasuoni ad un intenso campo ultrasonoro. Durante la fase di depressione si crea, all’interno del liquido, una moltitudine di bollicine. Durante la seconda fase di compressione ultrasonora, l’enorme pressione esercitata sulla bollicina decomprime la stessa fino a farla implodere, cioè collassare su se stessa. L'energia che si accumula durante la crescita della bolla di vapore viene rilasciata durante la sua successiva implosione. L'implosione delle bolle di cavitazione genera la rottura delle pareti delle cellule della pasta di olive e la diffusione del contenuto cellulare.

L'effetto termico è dovuto all’assorbimento dell’energia cinetica delle onde ultrasoniche da parte del mezzo, ad esempio un tessuto vegetale.

Il prototipo testato, per la prima volta costruito ed installato in un impianto in scala reale, nonostante una campagna olearia che non ha brillato per abbondanza di materia prima, ha consentito di ottenere:
Rese soddisfacenti nella metà del tempo convenzionale
Un minor impiego di risorse grazie all’elevata efficienza energetica degli ultrasuoni
L’impiego della metà del parco gramole presenti in frantoio
Buone caratteristiche qualitative dell’olio prodotto sia sotto il profilo chimico-fisico, che nutraceutico ed organolettico.
Il gruppo panel dell’ARSIAM Molise, sotto la guida del dott. Maurizio Corbo, ha effettuato le valutazioni organolettiche, evidenziando un gusto armonico negli oli sonicati migliore rispetto ai non sonicati che sono stati percepiti come più aggressivi. Gli aspetti analitici valutati in collaborazione con l’Università di Perugia, hanno evidenziato che gli ultrasuoni non hanno compromesso i parametri qualitativi prescritti dalla legge per la definizione della classe commerciale. Anche i polifenoli, al contrario delle prove pilota, hanno mantenuto concentrazioni inalterate ed a volte superiori agli oli convenzionali.
Dalle osservazioni condotte dal Prof. Carlo Franchini e dalla Prof.ssa Filomena Corbo del Dipartimento di Farmacia - Scienze del Farmaco dell’Università degli Studi di Bari, è emerso un incremento nel valore nutraceutico degli oli innovativi dovuto ad una maggiore concentrazione in tocoferoli e carotenoidi.
L’azione meccanica risulta evidente anche da una colorazione verde più intensa confermata dal maggior contenuto in clorofille degli oli sonicati rispetto ai convenzionali.

Il Dott. Vito Pesce e la Dott.ssa Isabella Maiellaro, del Dipartimento di Bioscienze, biotecnologie e biofarmaceutica dell’Università degli Studi di Bari, nell’ambito della sperimentazione, hanno studiato l’effetto della tecnologia emergente sugli enzimi endogeni dell’oliva, evidenziando un alto tasso di inibizione nei confronti della polifenolossidasi, enzima che catalizza l'ossidazione degli orto-difenoli, dovuto all’applicazione degli ultrasuoni alla pasta olearia.
Il Prof. Bernardo De Gennaro, in collaborazione con il Dott. Luigi Roselli e Dott. Domenico Carlucci, ha studiato l’atteggiamento dei consumatori nei confronti dell’olio extravergine di oliva estratto con tecnologie innovative come gli ultrasuoni.
Sotto la supervisione tecnico-scientifica del Dott. Salvatore Camposeo, le sanse derivate dal processo innovativo sono state impiegate per lo sviluppo di un protocollo di compostaggio finalizzato a reintegrare nell’ambiente le sostanze organiche sottratte nella fase produttiva.
La sperimentazione prosegueirà con l’obiettivo di giungere ad un impianto assolutamente continuo, che consenta di evitare in maniera definitiva il passaggio in gramola, convogliando direttamente la pasta olearia nel decanter.

Tutto ciò sarà reso possibile attraverso 2 azioni della Regione Puglia che hanno premiato il Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali e Territoriali dell’Università degli Studi di Bari:
Il Bando Future in Research, che intende favorire il ricambio generazionale all'interno degli atenei e rafforzare le basi scientifiche delle università pugliesi e la loro capacità di partecipare ai programmi europei, e che ha finanziato un 1 posto di ricercatore universitario a tempo determinato presso il dipartimento scienze agro-ambientali e territoriali per il settore concorsuale 07/f1 – scienze e tecnologie alimentari, settore scientifico-disciplinare agr/15 – scienze e tecnologie alimentari premiando l’idea progettuale: “Ultrasuoni nel processo di estrazione dell'olio vergine di oliva”.
Il finanziamento Clauster Tecnologici Regionali che vede il progetto dal titolo PERFORM TECH – “PUGLIA EMERGING FOOD TECHNOLOGY: La sicurezza alimentare mediante l’impiego di tecnologie emergenti per l’elaborazione di prodotti funzionali, recupero di sostanze nutraceutiche dai sottoprodotti e valorizzazione energetica degli scarti” tra i 19 progetti finanziati nella graduatoria provvisoria del bando pubblicata lo scorso 23 Dicembre 2014. Il progetto presentato dal raggruppamento di aziende di cui Mbl Solutions è capofila, è svolto in collaborazione con i Dipartimenti di Farmacia - Scienze del farmaco e Bioscienze, biotecnologie e biofarmaceutica e Dipartimento di Scienze Agro-Ambientali dell’Università di Bari, e con il Politecnico di Bari.

Bibliografia

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