Ο υπέρηχος μπορεί να βελτιώσει την εξαγωγή του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου
Ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα οικονομικά προσιτό σύστημα εκχύλισης με χρήση υπερήχων, το οποίο μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα και να αυξήσει την απόδοση.
Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Μπάρι έχει επικεντρωθεί στη βελτιστοποίηση του σταδίου της ζύμωσης στην παραγωγή ελαιολάδου. Η ζύμωση είναι το στάδιο κατά το οποίο η ελαιοπάστα αναδεύεται πριν διαχωριστεί σε φυγόκεντρο.
«Οι κύριοι στόχοι της έρευνας στον τομέα της εκχύλισης είναι ουσιαστικά τρεις και αφορούν τη φάση της ζύμωσης: η μείωση της διάρκειας αυτού του σταδίου, η βελτίωση της ανταλλαγής θερμότητας και η αύξηση της απόδοσης εκχύλισης ελαίου χωρίς αρνητικές επιπτώσεις στην περιεκτικότητα σε φαινόλες», εξήγησε η Maria Lisa Amirante Clodoveo από το Πανεπιστήμιο του Μπάρι Aldo Moro.
Η μείωση της διαδικασίας και της κατανάλωσης πόρων, σε συνδυασμό με τη διατήρηση της ποιότητας, συμβάλλει στη διασφάλιση καλύτερων κερδών.
«Τα παραδοσιακά συστήματα, όπως η θέρμανση της ελαιοπάστας, η προσθήκη νερού και η παράταση της διάρκειας της ζύμωσης, έχουν εξαντληθεί σε τέτοιο βαθμό που φάνηκε απαραίτητο να εισαχθεί κάτι νέο για να επιτευχθούν περισσότερα οφέλη όσον αφορά την απόδοση και την αποδοτικότητα», δήλωσε η Clodoveo.
Υπό αυτή την έννοια, ο πρώτος στόχος των ερευνητών υπό τη συντονιστική καθοδήγηση του Clodoveo ήταν να βρουν μια λύση για τη βελτίωση αυτής της διαδικασίας. Ο ζυμωτής είναι μια μηχανή διαλείπουσας λειτουργίας που λειτουργεί μεταξύ δύο συσκευών συνεχούς λειτουργίας (του θραυστήρα και του διαχωριστή), και αποτελεί έναν ανεπαρκή εναλλάκτη θερμότητας, λόγω της δυσμενούς αναλογίας μεταξύ της μικρής επιφάνειάς του σε σύγκριση με τον μεγάλο όγκο της ελαιοπάστας που περιέχει.
Σε παγκόσμιο επίπεδο, έχουν δοκιμαστεί και χρησιμοποιηθεί αναδυόμενες τεχνολογίες, από μικροκύματα έως παλμικά ηλεκτρικά πεδία, αλλά η ομάδα των Ιταλών ερευνητών επικεντρώθηκε στους υπερήχους. Εκτός από την επίδρασή τους στη ρύθμιση των χημικών, φυσικών και βιοχημικών αντιδράσεων εντός της θρυμματισμένης ελαιοπάστας, οι υπερήχοι προσφέρουν συσκευές χαμηλού κόστους, εύκολη κλιμάκωση και υψηλή βιωσιμότητα της διαδικασίας από ενεργειακή άποψη.
Ως εκ τούτου, οι ερευνητές ήθελαν να παρουσιάσουν μια τεχνική λύση που θα ήταν προσιτή για ένα ευρύ φάσμα παραγωγών, ώστε να αυξήσουν την απόδοση και την ποιότητα χωρίς επιπλέον ενεργειακό κόστος.
Μαρία Λίζα Κλοδόβεο
«Πιστεύαμε ότι οι υπερήχοι θα μπορούσαν να είναι πολύ ελπιδοφόροι, καθώς ασκούν μια ήπια θερμική δράση σε συνδυασμό με μια σημαντική μηχανική δράση», εξήγησε η Clodoveo. Η μηχανική δράση οφείλεται στη σπηλαίωση η οποία, με απλά λόγια, συνίσταται στο σχηματισμό μικροσκοπικών φυσαλίδων ατμού που προκαλούνται από τις διακυμάνσεις στις τιμές της πίεσης.
Οι φυσαλίδες φτάνουν σε μια κρίσιμη διάμετρο μέχρι να καταρρεύσουν βίαια, δημιουργώντας πίδακες υγρού που διαλύουν τα κύτταρα που έχουν περάσει από τον θραυστήρα άθικτα. Ωστόσο, δεν είναι όλες οι συχνότητες υπερήχων ικανές να δημιουργήσουν την αποτελεσματική σπηλαίωση μέσα στην ελαιοπάστα. Κατά τη διάρκεια δοκιμών προσομοίωσης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι μόνο ένα εύρος υπερήχων χαμηλής συχνότητας (20–50 kHz) είναι χρήσιμο για την επίτευξη του στόχου.
Ουσιαστικά, πολλά κύτταρα περνούν από τον θραυστήρα χωρίς να σπάσουν, μέχρι να καταλήξουν στον αναμικτήρα. «Χάρη στους υπερήχους, η σπηλαίωση προκαλεί ακαριαία τη ρήξη αυτών των κυττάρων, απελευθερώνοντας ελαιώδεις σταγονίδες και δευτερεύουσες ενώσεις», εξήγησε ο ερευνητής. «Αυτό έχει διπλό αποτέλεσμα: μεγαλύτερη απόδοση ελαιολάδου και υψηλότερη συγκέντρωση πολυφαινολών και αντιοξειδωτικών, όπως καροτενοειδών και τοκοφερολών.»
Εφαρμόζοντας υπερήχους σε μύλο συνεχούς κύκλου, οι ερευνητές παρατήρησαν μια εμφανή αύξηση της απόδοσης, από περίπου 14,5% με τη συμβατική μέθοδο σε 16,5% με τους υπερήχους.
Επιπλέον, διαπίστωσαν αύξηση άνω του 20% των πολυφαινολών στα δείγματα που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με σύστημα υπερήχων. «Η περιεκτικότητα σε μόρια με ευεργετική δράση, όπως αξιολογήθηκε από τη Filomena Corbo, αποδείχθηκε υψηλότερη από ό,τι στο παραδοσιακό ελαιόλαδο», επισήμανε ο Clodoveo.
Επίσης, το προφίλ των χημικών και οργανοληπτικών ιδιοτήτων που χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση του προϊόντος δεν επηρεάστηκε και δεν υπήρχαν σημαντικές διαφορές σε σύγκριση με το παραδοσιακό σύστημα.
Επιπλέον, η ανάλυση του ελεύθερου χώρου των δειγμάτων που διεξήχθη με αέρια χρωματογραφία από τον Antonello Paduano αποκάλυψε ότι οι πτητικές ενώσεις δεν υπέστησαν καμία βλάβη. Αυτό υπογράμμισε ότι η ευαίσθητη ενζυμική οδός της λιποξυγενάσης δεν επηρεάστηκε από τη θερμική δράση των υπερήχων.
«Προκειμένου να ανταποκριθούν στις μεταβαλλόμενες ανάγκες της αγοράς, οι ελαιοτριβείς χρειάζονται εγκαταστάσεις υψηλής απόδοσης, ικανές να περιορίσουν το κόστος επένδυσης και διαχείρισης, να μειώσουν το χρόνο επεξεργασίας και να μεγιστοποιήσουν την παραγωγική ικανότητα», εξήγησε η Clodoveo. «Η μείωση της κατανάλωσης διαδικασιών και πόρων, σε συνδυασμό με τη διατήρηση της ποιότητας, συμβάλλει στην εξασφάλιση καλύτερων κερδών», παρατήρησε.
Το τελικό στάδιο της έρευνας απαιτούσε τη συνεργασία με το Πολυτεχνείο του Μπάρι. «Χάρη στις γνώσεις μηχανολογίας του Riccardo Amirante φτάσαμε στην βιομηχανική κλίμακα», πρόσθεσε η Clodoveo, διευκρινίζοντας ότι με τη χρηματοδότηση PerformTech
από την Περιφέρεια της Απουλίας, η μηχανή έφτασε σε υψηλό επίπεδο τεχνολογικής ωριμότητας
και είναι πλέον έτοιμη για διάθεση στην αγορά.