Ultraschall kann die EVOO-Extraktion verbessern

Forscher haben ein erschwingliches Extraktionssystem unter Verwendung von Ultraschall entwickelt, das die Qualität verbessern und den Ertrag steigern kann.

Maria Lisa Clodoveo
März 21, 2017
Von Ylenia Granitto
Maria Lisa Clodoveo

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Ein Forschungsteam der Universität von Bari hat sich auf die Optimierung des Malaxationsstadiums bei der Olivenölproduktion konzentriert. Malaxation ist der Schritt, bei dem die Olivenpaste gerührt wird, bevor sie in einer Zentrifuge abgetrennt wird.

"Die Hauptziele der Forschung auf dem Gebiet der Extraktion sind im Wesentlichen drei in Bezug auf die Malaxing-Phase: Verringerung der Dauer dieses Schritts, Verbesserung des Wärmeaustauschs und Steigerung der Ölförderausbeuten ohne negative Auswirkungen auf den Phenolgehalt “, so Maria Lisa Amirante Clodoveo von der Universität von Bari, erklärte Aldo Moro.

Die Reduzierung des Verfahrens- und Ressourcenverbrauchs in Verbindung mit der Aufrechterhaltung der Qualität trägt dazu bei, bessere Gewinne zu garantieren.- Maria Lisa Amirante Clodoveo

"Die traditionellen Systeme, wie das Aufwärmen der Olivenpaste, das Hinzufügen von Wasser und das Verlängern der Dauer der Malaxation, wurden so betont, dass es notwendig erschien, etwas Neues einzuführen, um mehr von Ertrag und Effizienz zu profitieren “, sagte Clodoveo.

In diesem Sinne bestand das erste Ziel der von Clodoveo koordinierten Forscher darin, eine Lösung zur Verbesserung dieser Operation zu finden. Der Malaxer ist eine Batch-Maschine, die zwischen zwei kontinuierlichen Geräten (Brecher und Dekanter) arbeitet, und er ist aufgrund des ungünstigen Verhältnisses zwischen seiner kleinen Oberfläche und dem großen Volumen an Olivenpaste ein unzureichender Wärmetauscher.

Weltweit wurden aufkommende Technologien von Mikrowellen bis zu gepulsten elektrischen Feldern getestet und eingesetzt, aber die Gruppe italienischer Forscher konzentrierte sich auf Ultraschall. Zusätzlich zu ihrer Wirkung auf die Modulation der chemischen, physikalischen und biochemischen Reaktionen in der zerkleinerten Olivenpaste bietet Ultraschall kostengünstige Geräte, eine einfache Skalierbarkeit und eine hohe Nachhaltigkeit des Prozesses unter energetischen Gesichtspunkten.

Daher wollten die Forscher eine technische Lösung vorstellen, die für eine Vielzahl von Herstellern erschwinglich ist, um Erträge und Qualität ohne zusätzliche Energiekosten zu steigern.

Maria Lisa Clodoveo

"Wir waren der Meinung, dass Ultraschall sehr vielversprechend sein könnte, da er eine milde thermische Wirkung in Kombination mit einer beträchtlichen mechanischen Wirkung ausübt “, erklärte Clodoveo. Die mechanische Wirkung ist auf die Hohlraumbildung was vereinfacht ausgedrückt in der Bildung mikroskopischer Dampfblasen besteht, die durch die Schwankungen der Druckwerte verursacht werden.

Die Blasen erreichen einen kritischen Durchmesser, bis sie heftig implodieren und Flüssigkeitsstrahlen erzeugen, die die Zellen aufbrechen, die den Brecher intakt durchlaufen haben. Allerdings können nicht alle Ultraschallfrequenzen die effektive Kavitation in der Olivenpaste erzeugen. In Simulationstests stellten die Forscher fest, dass nur ein niederfrequenter Ultraschallbereich (20 - 50 kHz) nützlich ist, um das Ziel zu erreichen.

Im Wesentlichen passieren viele Zellen den Brecher, ohne zu zerbrechen, bis sie im Malaxer landen. "Dank Ultraschall können diese Zellen durch Kavitation augenblicklich platzen und ölige Tröpfchen und kleinere Verbindungen freisetzen “, erklärte der Forscher. "Dies hat einen zweifachen Effekt, der in einer höheren Freisetzung von Olivenöl und einer höheren Konzentration von Polyphenolen und Antioxidantien wie Carotinoiden und Tocopherolen besteht. “

Durch die Anwendung von Ultraschall in einer Mühle mit kontinuierlichem Zyklus beobachteten die Forscher eine offensichtliche Steigerung der Ausbeute von ungefähr 14.5 Prozent bei einem herkömmlichen Verfahren auf 16.5 Prozent bei Ultraschall.

Zusätzlich bewerteten sie einen Anstieg von mehr als 20 Prozent der Polyphenole in den mit einem Ultraschallsystem behandelten Proben. "Der Gehalt an Molekülen mit gesunder Wirkung, bewertet von Filomena Corbo, war höher als bei traditionellem Olivenöl “, betonte Clodoveo.

Auch das Profil der für die Einstufung des Produkts verwendeten chemischen und organoleptischen Eigenschaften wurde nicht beeinflusst, und es gab keine signifikanten Unterschiede zum herkömmlichen System.

Darüber hinaus ergab die von Antonello Paduano gaschromatographisch durchgeführte Headspace-Analyse der Proben, dass die flüchtigen Verbindungen nicht geschädigt wurden. Dies unterstrich, dass der empfindliche Enzym-Lipoxygenase-Weg durch die thermische Wirkung von Ultraschall nicht beeinträchtigt wurde.

"Um den sich wandelnden Anforderungen des Marktes gerecht zu werden, benötigen Müller Anlagen mit hoher Effizienz, die in der Lage sind, Investitions- und Verwaltungskosten zu begrenzen, die Verarbeitungszeit zu verkürzen und die Arbeitskapazität zu maximieren “, erklärte Clodoveo. "Die Reduzierung des Verfahrens- und Ressourcenverbrauchs in Verbindung mit der Aufrechterhaltung der Qualität trägt dazu bei, bessere Gewinne zu erzielen “, bemerkte sie.

Der letzte Schritt der Forschung erforderte die Zusammenarbeit mit der Polytechnischen Universität von Bari. "Dank der Maschinenbaukompetenz von Riccardo Amirante haben wir den industriellen Maßstab erreicht “, fügte Clodoveo hinzu und spezifizierte dies mit der Finanzierung PerformTech aus der Region Apulien erreichte die Maschine ein hohes Niveau von technologische Reife und es ist jetzt bereit für die Veröffentlichung auf dem Markt.



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