Tecnologie di estrazione e qualità degli oli extra vergini di oliva

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1 Università degli Studi del Molise Dipartimento di Scienze Animali, Vegetali e dell Ambiente Tecnologie di estrazione e qualità degli oli extra vergini di oliva Prof. ing. Pasquale Catalano CONVEGNO NAZIONALE OLIO EXTRA VERGINE DI OLIVA: QUALITÀ ED ASPETTI NUTRIZIOANLI E SALUTISTICI Agrilevante, Bari 14 ottobre

2 SCELTA DELLA TECNOLOGIA DI ESTRAZIONE MIGLIORE COMBINAZIONE DI TECNOLOGIE MIGLIORE COMBINAZIONE DI PARAMETRI DI PROCESSO Caratteristiche della materia prima peculiarità organolettiche e nutrizionali che dovranno contraddistinguere il prodotto finito

3 SCELTA DELLA TECNOLOGIA DI ESTRAZIONE Sistema di rottura delle drupe per la produzione della pasta olearia Condizioni operative della fase di gramolazione (t [s], T [ C], atmosfera) Regolazione dei parametri di processo durante la separazione delle diverse fasi Preservare le sostanze responsabili dell aroma dell olio è molto importante per il ruolo che giocano nella scelta del consumatore

4 SCELTA DELLE CULTIVAR E TECNICA DI COLTIVAZIONE RACCOLTA (EPOCA E TECNOLOGIA) QUALITÀ DELL OLIO TEMPI E MODALITA DI STOCCAGGIO DELLE DRUPE PROCESSO DI ESTRAZIONE

5 Evoluzione verso gli impianti continui olive frangitura molitura gramolazione separazione solido liquido per centrifugazione Sansa vergine mosto oleoso Separazione liquido liquido per centfifugazione a.v. olio a.v.

6 Evoluzione verso gli impianti continui Ridotta la manipolazione del prodotto Funzionamento a ciclo continuo Possibilità di automatizzare completamente le diverse operazioni riduzione dei costi di gestione legati alla manodopera miglioramento delle condizioni igieniche delle operazioni di estrazione

7 Evoluzione verso gli impianti continui Frangitori a martelli Vantaggi Alta capacità produttiva Rese elevate Azione energica Riscaldamento della pasta Svantaggi Amaro accentuato Rischio di emulsioni

8 Frangitori a martelli a doppia griglia

9 Evoluzione verso gli impianti continui Frangitori a dischi Vantaggi Buona capacità produttiva Minore riscaldamento Facile regolazione Estrazione efficace componenti minori Svantaggi Fragilità dei denti

10 Evoluzione verso gli impianti continui Vantaggi Molazza Sistema adatto per varietà in cui può essere utile limitare L accentuato amaro e piccante Lavora per schiacciamento Limitata rottura della buccia Olio meno colorato, meno amaro Svantaggi Ampio contatto con l aria Difficoltà di pulizia Lavoro discontinuo

11 Frangitori a martelli: temperature Temperatura [ C] Pasta in uscita Frangitore Temperatura ambiente Tempo [s]

12 Frangitori a martelli: portata massica ottimale Energia specifica (kj/kg) Portata di alimentazione (kg/h)

13 Frangitori a martelli: qualità e portata massica ottimale Polifenoli totali (ppm) Frangitura Frangitura + gramolazione Molitura Molitura + gramolazione Portata di alimentazione (kg/h)

14 DISTRIBUZIONE DELLE DIMENSIONI DEL NOCCIOLINO CON DIVERSI SISTEMI % relative Frangitore a dischi (impianto pilota-dischi ravvicinati) curva A Frangitore a martelli (in scala reale-griglia da 6mm) curva B Molazza + finitore (in scala reale-dischi larghi) curva C B C A Diametro medio (mm) Analizzando le curve si osserva: una granulometria più fine ma più irregolare per il frangitore a martelli (curva B); per il sistema di molazza+finitore una curva caratterizzata da una migliore uniformità (curva C); una distribuzione di particelle di maggiori dimensioni ottenute dalla frantumazione con il frangitore a dischi molto ravvicinati (curva A).

15 Frangitori a martelli e a dischi Olio da Coratina sottoposto ad autossidazione rapida (60 C al buio) Numero di perossidi FD FM C/12 C 10 C/14 C 15 C/18 C 8 C/14 C 10 C/16 C 15 C/20 C Temperature di ingresso uscita delle drupe Tempo (d)

16 Evoluzione verso gli impianti continui Denocciolatrice Tecnica soffice di preparazione della pasta Riscaldamento assente Eliminazione e recupero del nocciolino Pasta olearia: polpa di olive

17 Buratto della snocciolatrice Pasta di olive snocciolata

18 Nocciolino Nocciolino Nocciolino

19 RISULTATI DELLE PROVE SPERIMENTALI 6000 Ss (Valori sperimentali) Molazza y = x R 2 = Snocciolatrice residuo solido Ssospeso s (Valori nel teorici) mosto oleoso

20 Gramolazione Fasi: Rimescolamento della pasta Riscaldamento della pasta Attivazione enzimi Scopo: Azione meccanica dei frammenti di nocciolo sulle cellule Estrarre l olio dalla struttura cellulare Aggregare le gocce di olio per renderle separabili in centrifugazione Ridurre la viscosità della pasta Caratterizzare l olio

21 Gramolazione Fase cruciale del processo di trasformazione nella quale si può influire in modo positivo o negativo la qualità dell olio regolando in modo più o meno idoneo i parametri di processo: Temperatura della pasta Durata del processo Disponibilità di ossigeno

22 Qualità e temperatura di gramolazione Variazione del contenuto in composti fenolici totali in funzione della temperatura della pasta alla gramola 250 Composti fenolici totali (ppm a. gallico) Temperatura ( C) Variazione della resistenza all'ossidazione in funzione della temperatura della pasta alla gramola 16.0 Tempo di induzione (h) Temperatura ( C)

23 Variazione della resa di estrazione in funzione della diluizione della pasta 18 Resa di estrazione (%) Acqua aggiunta (%) 27 C - 30' 27 C - 45' 27 C - 60' 32 C - 30' 32 C - 45' 32 C - 60' 35 C - 30' 35 C - 45' 35 C - 60'

24 Variazione del contenuto in composti fenolici totali in differenti condizioni di processo (35 C) 350 Composti fenolici totali (ppm a. gallico) C - 30' 27 C - 45' 27 C - 60' 32 C - 30' 32 C - 45' 32 C - 60' 35 C - 30' 35 C - 45' 35 C - 60' Acqua aggiunta (%)

25 Variazione del contenuto in composti fenolici totali in differenti condizioni di processo (32 C). 350 Composti fenolici totali (ppm a. gallico) C - 30' 27 C - 45' 27 C - 60' 32 C - 30' 32 C - 45' 32 C - 60' 35 C - 30' 35 C - 45' 35 C - 60' Acqua aggiunta (%)

26 Variazione del contenuto in composti fenolici totali in differenti condizioni di processo (27 C). 350 Composti fenolici totali (ppm a. gallico) C - 30' 27 C - 45' 27 C - 60' 32 C - 30' 32 C - 45' 32 C - 60' 35 C - 30' 35 C - 45' 35 C - 60' Acqua aggiunta (%)

27 Studio termofluidodinamico: aspo tradizionale

28 Studio termofluidodinamico aspo con deviatori svirgolati

29 RISULATI Aspo con deviatori radiali Aumenta la compenente radiale della velocità T media = 295,8 K Aspo con deviatori radiali svirgolati Aumenta ulteriormente il rimescolamento radiale T media = 297,6 K Aspo con pale assemblate specularmente Rimescolamento efficiente solo nella seconda metà T media = 296,7 Aspo con pale assemblate a coppie Non mostra buon rimescolamento radiale T media = 296 K Aggiungere deviatori radiali all aspo usato nelle gramole, contribuisce a rompere il moto laminare in blocco e di conseguenza ad un migliore rimescolamento e riscaldamento Il riscaldamento è più rapido con deviatori dal profilo ottimizzato per aumentare la componente radiale dalla velocità

30 Estrazione centrifuga Il Decanter provvede all estrazione dell olio dalla pasta di olive per mezzo della forza centrifuga e richiede di aggiungere la minore quantità di acqua possibile ad una temperatura analoga a quella di gramolazione

31 TRE FASI DUE FASI

32 VISCOSITA DELLA PASTA IN FUNZIONE DELLA SUA UMIDITA Viscosità Resa

33 RENDIMENTO DI ESTRAZIONE NEGLI IMPIANTI TRADIZIONALI 100 Rendimento di estrazione (%) Acqua olive) Acqua aggiunta (kg/100kg olive)

34 VISCOSITA DELLA PASTA Viscosità (cpoise) , Velocità dello spindle (rpm) Molazza + finitore: t.q C Molazza + finitore: 10% - 27 C Molazza + finitore: 20% - 27 C Molazza + finitore: 30% - 27 C Molazza + finitore: t.q C Molazza + finitore: 10% - 32 C Molazza + finitore: 20% - 32 C Molazza + finitore: 30% - 32 C Molazza + finitore: t.q C Molazza + finitore: 10% - 35 C Molazza + finitore: 20% - 35 C Molazza + finitore: 30% - 35 C

35 VISCOSITA DELLA PASTA Viscosità (cpoise) , Velocità dello spindle (rpm) Denocciolata: t.q C Denocciolata: 10% - 27 C Denoccilata: 20% - 27 C Denocciolata: 30% - 27 C denocciolata: t.q C Denocciolata: 10% - 32 C Denocciolata: 20% - 32 C denocciolata: 30% - 32 C Denoccilata: t.q C Denocciolata: 10% - 35 C Denocciolata: 20% - 35 C Denocciolata: 30% - 35 C

36 VISCOSITA DELLA PASTA m Not malaxed paste malaxed paste First year trial 10 0 Second year trial 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 ϕ/ϕ max

37 Conoscenze acquisite ridurre i volumi di acqua aggiunta poter variare la velocità della coclea per regolare l umidità della sansa ed evitare gli accumuli di sansa all interno del decanter la zona cilindrica provvede a separare dall olio l AV e le frazioni solide più minute ottimizzare la posizione longitudinale della bocca di scarico della pasta la parte conica va progettata più accuratamente

38 INNOVAZIONI TECNOLOGICHE Introduzione di barriere interne Geometria con cono stretto a pressione dinamica variabile Regolazione continua della velocità differenziale coclea\tamburo Regolazione idonea dei livelli di uscita dell acqua e dell olio

39 REGOLAZIONE DEI PARAMETRI Effetto aggiuntivo di separazione delle fasi liquide dalle fasi solide n fondamentale per poter regolare il tempo di permanenza dei solidi all interno del decanter è possibile regolare i parametri di processo (portata del decanter e acqua aggiunta) in tempo reale ottimizzando le rese di estrazione in funzione delle proprietà reologiche della pasta di olive

40 RENDIMENTO IN FUNZIONE DELLA PORTATA DELLA PASTA bassa diluizione ( 9-15 %) Rendimento (%) n = n = n = n = n = Portata della pasta (q/h)