Aumentare la resa di estrazione in frantoio grazie agli ultrasuoni

Il mercato delle macchine ed impianti per l’estrazione dell’olio vergine dalle olive richiede innovazioni che consentano di incrementare le rese e nel contempo di preservare la qualità dell’olio presente nel frutto. Nel processo di estrazione dell'olio di oliva è noto che per estrarre un surplus di olio è necessario prolungare i tempi di gramolazione o, in alternativa, incrementare le temperature di processo. Tuttavia tale scelta tecnologica può compromettere la qualità del prodotto soprattutto se lo spazio di testa della gramola non è saturato con gas inerte: possono infatti innescarsi processi di ossidazione a carico degli acidi grassi insaturi con conseguente diminuzione nel contenuto di sostanze polifenoliche e riduzione delle caratteristiche organolettiche e salutistiche del prodotto. Le attuali gramole da un punto di vista impiantistico sono scambiatori termici non efficienti a causa della limitata superficie di scambio termico rispetto ai grandi volumi di pasta.

L’impiego degli ultrasuoni è stato testato in fase di gramolazione per verificarne l’effetto sui tempi di estrazione, sulle caratteristiche dell'olio e sulle rese di estrazione ottenute impiegando un impianto pilota.

Gli ultrasuoni sono onde meccaniche sonore caratterizzate da frequenze superiori al campo delle frequenze udibili, che sono cioè comprese all'incirca tra 20 kHz e 1000 MHz. I principali fenomeni che si determinano in un fluido attraversato da ultrasuoni sono l’attrito interno (connesso alla viscosità) e le perdite termiche (connesse alla conduttività termica). L’applicazione degli ultrasuoni alla pasta di olive determina quindi effetti termici, meccanici, biologici, biochimici e di cavitazione.

Le onde penetrando nei tessuti vegetali, cedono parte della loro energia sotto forma di calore (effetto termico). La forza esercitata dalle onde sonore sulle cellule vegetali determina fenomeni di vibrazione delle strutture cellulari che causano variazioni di pressione all’interno dei compartimenti.

Le variazioni di pressione prodotte alterano la permeabilità della membrana cellulare liberando così i lipidi contenuti all’interno della cellula (effetto biologico e biochimico). Infine il passaggio di ultrasuoni attraverso i tessuti vegetali determina il fenomeno della cavitazione. La cavitazione è il fenomeno per cui in un fluido si ha la formazione di cavità piene del vapore . Queste microbolle di gas crescono fino a raggiungere un volume critico oltre il quale si verifica il collasso per effetto di una depressione generata dagli ultrasuoni stessi. Questo fenomeno fisico determina la rottura dei tessuti vegetali (effetto meccanico). A causa della rottura della membrana cellulare e della parete vegetale, il grasso contenuto nella cellula si libera.

L’applicazione degli ultrasuoni sulla pasta di olive ha dimostrato un effetto positivo sulla fase di gramolazione. I tempi di riscaldamento della pasta si riducono e possono essere estratti quantitativi maggiori di sostanze nutrizionali e funzionali, quali clorofille, carotenoidi, polifenoli e tocoferoli. Si ottiene inoltre una migliore estraibilità dell’olio.

I risultati suggeriscono interessanti prospettive di scale up di questa tecnologia. Sarà importante poter verificare se gli stessi risultati saranno verificati in un impianto industriale in scala reale. Ai posteri l'ardua sentenza!