Olio Evo ed Ultrasuoni nel Processo di Estrazione

L’applicazione degli ultrasuoni nel processo di estrazione dell’Olio Evo può rappresentare un primo passo concreto verso un processo continuo in grado di sconvolgere gli aspetti costruttivi delle macchine olearie? Ecco come rispondere a questa domanda grazie all’esperienza dell’Università di Bari.

Le nuove tecnologie dell’impiantistica olearia sono in piena evoluzione e impegnano gli istituti universitari e di ricerca, uniformemente all’industria meccanica del settore, nel progettare soluzioni innovative che concordino nel migliorare sia le tecniche di estrazione che la qualità dell’olio.

La rivista “Olivo e Olio” ha pubblicato nel 2013 diversi articoli di Lorenzo Cerretani che riponevano all’attenzione del lettore le ricerche e le sperimentazioni condotte dalle Università di Bari e di Saragozza in Spagna sull’applicazione del campo elettrico pulsato (pulsed electric field), per migliorare la resa di estrazione dell’olio, e sull’utilizzo di ultrasuoni nella fase di gramolatura.

Un tema che Maria Lisa Clodoveo del dipartimento di Scienze agro-ambientali e territoriali dell’Università di Bari ha illustrato in occasione del convegno organizzato da Alfa Laval a Matera sul tema “Gramolazione a freddo, separazione e riutilizzo dei sottoprodotti” al quale hanno partecipato, con contributi tecnico-scientifici, docenti universitari e frantoiani, oltre a Domenico Fazio e Giovanni Costagli esponenti dell’Alfa Laval .

Il progetto dal titolo, “ULTRA DOP -OLIVE OIL”, ha generato, come 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 del passaggio in gramola.

Lo studio è stato condotto dal Prof. Riccardo Amirante del Politecnico di Bari.
L’esigenza di ricerca che ha portato all’impiego di una tecnologia nascente, con azioni meccaniche sulla pasta olearia, è nata dall’osservazione di tutti quelli che attualmente sono i limiti presenti nel processo di elaborazione dell’Olio Extravergine di Oliva.

L’osservazione è nata proprio dal fatto che nei sistemi detti “continui” tra due delle tre macchine che li compongono, il frangitore meccanico e il decanter, si trova la gramola, una macchina che lavora in batch. La gramola rappresenta così l’anello debole della catena del sistema continuo.
Ad oggi il metodo utilizzato per garantire continuità al processo, senza interromperne l’attività delle macchine, consiste nel porre più macchine gramolatrici in parallelo.

C’è il bisogno di rispondere alle nuove necessità del mercato, offrendo impianti ad alta efficienza lavorativa ed energetica, in grado di assicurare redditi equi ai frantoiani, limitandone anche i costi di investimento e di gestione dell’impianto, riducendone i tempi del processo ed ottimizzando la capacità lavorativa dei dispositivi. Per raggiungere questi obiettivi, possono essere impiegate tecnologie come quelle degli ultrasuoni e microonde.

«Una strategia – ha sottolineato Clodoveo – utile ad aumentare le rese in olio riducendo i tempi di lavorazione e migliorando l’efficienza del processo può essere l’introduzione di tecnologie in grado di determinare effetti sia meccanici sia termici. Ultrasuoni e microonde sono tecnologie emergenti che hanno già trovato applicazione nell’alimentare mentre, fino ad oggi, non erano state al centro della ricerca e della sperimetazione nel settore dell’elaiotecnica».

Due differenti trattamenti della pasta di olive (ultrasuoni e microonde) sono stati analizzati nel processo di estrazione dell’extravergine su scala di laboratorio, al fine di verificare se queste tecnologie fossero in grado veramente di aumentare le rese di estrazione, migliorando la qualità dell’olio e la sostenibilità ambientale del processo.

Entrambe determinano effetti meccanici e termici:

l’azione meccanica è in grado di distruggere le pareti cellulari della drupa che possono in parte rimanere ancora integre dopo la frangitura, rilasciando un’ulteriore frazione di olio ancora intrappolata negli oleoplasti e aumentando le rese di estrazione;
l’azione termica, più rapida rispetto ai meccanismi di conduzione e convezione, è in grado di ridurre significativamente la durata della gramolazione, fenomeno che può rappresentare un primo passo verso la definizione di un processo totalmente continuo.

Gli ultrasuoni sono caratterizzati da una cospicua efficienza energetica che rende la tecnologia competitiva rispetto al sistema tradizionale. L’effetto termico derivato dall’applicazione degli ultrasuoni alla pasta di olive determina un tempo di pre-riscaldamento più breve e un consumo di energia minore rispetto alla Gramolazione tradizionale.

Superato l’esame della sostenibilità del processo occorre controllare che la qualità dell’olio non venga adulterata. Test condotti sugli oli estratti da un impianto in scala di laboratorio, utilizzando gli ultrasuoni per il pre-trattamento della pasta olearia, hanno rivelato che:

i principali parametri chimici necessari per legge per definire la classe commerciale del prodotto non erano influenzati dal pretrattamento ad ultrasuoni;
tocoferoli, carotenoidi e clorofille risultavano presenti in concentrazioni significativamente maggiori negli oli estratti mediante pre-trattamento ad ultrasuoni rispetto al sistema tradizionale, grazie all’azione meccanica dovuta ai fenomeni di cavitazione;
i polifenoli, a causa della struttura del sistema ultrasonico impiegato in laboratorio, che esponeva la pasta di olive all’ossigeno, è risultata l’unica classe chimica che non si è avvantaggiata dell’impiego della tecnologia emergente;
la valutazione delle rese ha rivelato autentica l’ipotesi di un contributo positivo riconducibile agli effetti meccanici degli ultrasuoni;
anche la valutazione organolettica dei campioni ha mostrato che gli attributi positivi degli oli non subivano alterazione

«Sulla base di questi risultati – ha fatto presente Clodoveo – in collaborazione con Alfa Laval è stato progettato, realizzato e testato il primo prototipo di sono-exchanger: uno scambiatore di energia termica ed ultrasonica. Le prime prove condotte nel 2013 presso il frantoio di Santa Téa della famiglia Gonnelli, a Reggello (Fi), hanno mostrato che le osservazioni condotte in laboratorio potevano avere un riscontro positivo anche su scala reale».

Il prototipo testato, per la prima volta costruito ed installato in un impianto in scala reale ha consentito di ottenere:

rese soddisfacenti nella metà del tempo stabilito;
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

Il trattamento a ultrasuoni non ha causato cambiamenti per quanto concerne gli indici di qualità, la composizione in acidi grassi ed i composti volatili dell’olio extravergine di oliva. Inoltre, gli ultrasuoni non hanno accelerato i fenomeni di autossidazione del prodotto. L’olio ottenuto da paste di olive trattate con ultrasuoni ha mostrato un maggiore contenuto di tocoferoli, clorofille e carotenoidi.