Ultrasuoni per l’estrazione dell’extra vergine di oliva: esame superato in quattro frantoi pugliesi

17 novembre, 2018 / Comments (0)

Innovazione&Ricerca

Anche secondo una ricerca spagnola gli ultrasuoni ad alte potenze e bassa frequenza innalzano le rese di estrazione, preservano i composti bioattivi, non alterano la composizione acidica e migliorano le caratteristiche organolettiche. Possibile recuperare mezzo chilo d’olio ogni cento chili di olive

Se è vero che nel 2050 la popolazione mondiale raggiungerà i 10 miliardi di persone è necessario sviluppare conoscenze e innovazioni per garantire disponibilità e una equa distribuzione delle risorse quali energia, acqua, alimenti sani e sicuri ottenuti con tecnologie sostenibili e in grado di mitigare gli effetti delle attività antropiche sul clima.
Non tutti sanno però che tra il livello di progresso potenziale dell’umanità oggi e quello reale esiste un ostacolo enorme: il modo in cui nel mondo si gestisce la creazione e la proprietà di invenzioni e idee.
L’approccio imprenditoriale più diffuso è quello protezionistico. Proteggere la proprietà intellettuale è un sistema per prolungare il ciclo di vita delle tecnologie esistenti e consentire agli innovatori di trarre profitto dalle proprie invenzioni.


Ci sono alternative all’approccio protezionistico dell’innovazione?

Nel mondo scientifico Elon Musk è una importante fonte di ispirazione per ciò che riguarda l’approccio all’innovazione. È un uomo visionario e provocatore. Per capirci, ha fondato Tesla, Space X; promuove lo sfruttamento dell’energia solare, i veicoli elettrici e la colonizzazione di Marte; ha progettato Hyperloop. Ha un ideale di imprenditoria privata orientata al futuro e al bene dell’umanità.
Da scienziati e ricercatori l’aspetto più affascinante di Elon Musk è il concetto che ha della scienza. È un uomo profondamente convinto che la scienza sia pensata per essere condivisa, le idee dovrebbero essere scambiate liberamente tra gli studiosi per accelerare il progresso.
Nel 2014 Elon Musk, ha sorpreso il mondo annunciando che la sua azienda, Tesla, unendosi al movimento “open source”, avrebbe regalato gratuitamente i suoi brevetti.
Il frutto di un duro lavoro era messo a disposizione dei suoi concorrenti di case automobilistiche. La logica che ha seguito Musk è quella di favorire l’accelerazione del cambiamento. In un mercato dominato dalle auto a combustibili fossili, con marchi che dominano il mercato, la vendita di auto elettriche, nonostante l’esclusività della tecnologia, trova gli ostacoli dello scetticismo e della scarsità di infrastrutture per la ricarica. Se vengono costruite più auto elettriche, allora verranno costruite anche più stazioni di ricarica delle batterie, e la scelta di un’auto elettrica assume un aspetto più convenzionale.
L’Open Innovation, ovvero la strategia di condivisione libera dell’innovazione, può quindi rafforzare e catalizzare le opportunità di sviluppo perché rappresenta un modo per favorire la transizione verso tecnologie più efficaci, efficienti e sostenibili.
Una proprietà intellettuale frammentata in un settore può rallentare l’innovazione e l’adozione di una tecnologia.

Come si gestisce la proprietà intellettuale nel mondo accademico?
Lo scienziato è innovatore per antonomasia. L’innovazione trova il suo fondamento sulla capacità di creare, reperire, unire e trasferire conoscenza. La conoscenza è la base su cui si fonda la capacità di innovare e l’università è il tempio del sapere.
I ricercatori che operano nelle Università pubbliche sono chiamati a mettere a disposizione il proprio ingegno per la risoluzione di problemi che condizionano il territorio in cui l’Università insiste per migliorare le condizioni di vita ed il benessere economico, sociale e culturale dei cittadini.
Innovare nel mondo dell’olio extravergine di oliva non è un percorso semplice, perché uno dei pilastri dell’immaginario del prodotto risiede nel concetto di tradizione.
Inoltre un enorme ostacolo alla validazione delle innovazioni è la stagionalità del prodotto.
Partendo da queste premesse il ricercatore che sviluppa impianti innovativi, e che non si limita a testare macchine sviluppate da aziende private certificandone gli aspetti funzionali, si trova davanti a un bivio quando fa una scoperta:
Brevettare l’idea, il prototipo o l’applicazione precisando che ogni risultato generato dall’attività di ricerca con i mezzi dell’Università è proprietà dell’Università stessa e il ricercatore non può trarne profitto personale a meno che i risultati non siano stati ottenuti partecipando allo sviluppo ed alla brevettazione con risorse personali (quindi l’inventore è il ricercatore ma la proprietà del brevetto è dell’Ateneo)
Pubblicare gli esiti della ricerca (non divulgabili durante tutto il periodo istruttorio della brevettazione) descrivendo tutti gli aspetti progettuali, costruttivi, e le condizioni sperimentali in modo da rendere l’esperimento riproducibile da terzi (principio della riproducibilità). Questa è la realizzazione della strategia della proprietà intellettuale aperta e rappresenta la strada per favorire la transizione verso tecnologie più efficaci, efficienti e sostenibili.

Come si può comprendere se una ricerca è una reale innovazione?
Il principio della riproducibilità è un aspetto cardine del un metodo scientifico e garantisce l’oggettività dell’esperimento: conducendo le sue osservazioni attraverso un empirismo stretto e ragionando con la logica formale, il ricercatore cerca di assicurare oggettività al suo approccio. Di conseguenza, se il ricercatore giunge a una conclusione basata su una certa evidenza, altri ricercatori devono poter raggiungere la stessa evidenza e arrivare alla stessa conclusione o a una equivalente.
Quanti ostacoli per l’affermazione di una innovazione?
La riproducibilità è un aspetto fondamentale per rendere la diffusione delle scoperte non autoreferenziale e superare l’ennesimo ostacolo allo sviluppo di innovazioni, intese come reale introduzione nel sistema economico di un nuovo prodotto: la neofobia.
La neofobia (dal greco νέος, nuovo, e φόβος, paura), la paura di ciò che è nuovo, era un fenomeno ben noto anche Machiavelli che ne “Il Principe”, già nel 1513, metteva in risalto le difficoltà che l’innovazione incontra: “Lo introduttore ha per nimici tutti quelli che degli ordini vecchi fanno bene, et ha tepidi defensori tutti quelli che delli ordini nuovi farebbano bene. La quale tepidezza nasce, parte per paura delli avversarii, che hanno le leggi dal canto loro, parte dalla incredulità delli uomini; li quali non credano in verità le cose nuove, se non ne veggono nata una ferma esperienza”.
Macchiavelli conclude che ciò che è nuovo può essere accettato solo dopo una “ferma esperienza”.

Gli ultrasuoni applicati al processo di estrazione dell’olio extravergine di oliva rappresentano una reale innovazione applicabile alla filiera?
Queste premesse chiariscono l’approccio che l’Università di Bari ed il Politecnico di Bari hanno attuato per accelerare lo sviluppo e l’applicazione del sistema continuo – che combina ultrasuoni e scambio termico – per il simultaneo incremento di resa e contenuto in polifenoli dell’olio extravergine d’oliva, rompendo il paradigma storico del mondo dell’olio che vede quantità e qualità come parametri in antitesi.
Il principio che ha guidato la sperimentazione è stato la totale condivisione della gestione dell’impianto con i frantoiani.
Infatti ogni tappa che ha caratterizzato l’evoluzione dei tre prototipi (Reggello (FI) 2012; Colletorto (CB) 2013-2014; Giovinazzo (BA) 2014 -2015-2016) che ha condotto alla macchina testata con successo nella campagna 2017-2018 ha contemplato la totale condivisione delle strategie progettuali impiegate in una logica Open Innovation per l’accelerazione del trasferimento tecnologico. È stata condivisa completamente la scelta dei trasduttori, la definizione della frequenza per una efficace cavitazione (da 20 a 80 kHz; frequenze superiori > 200 kHz – impropriamente dette megasuoni – sono inefficaci perché è scientificamente dimostrato che nella pasta olearia non generano cavitazione), l’energia specifica e la potenza necessaria, la geometria più idonea sotto il profilo fluidodinamico, le pressioni di esercizio e le portate della pasta olearia. L’impianto è stato presentato nelle pubblicazioni sempre in maniera chiara e trasparente: perfettamente riproducibile.

La sperimentazione del prototipo ad ultrasuoni è stata poi condivisa con i frantoiani per consentire di raccogliere i feedback utili a migliorare la tecnologia, ottimizzare i risultati, condividerli ancora con gli stakeholder instaurando un circolo virtuoso di fiducia e collaborazione.
Dall’invenzione all’innovazione: una strada lunga, tortuosa e… costosa
L’impianto nel corso dell’ultima campagna olearia è stato testato in quattro differenti frantoi. I limiti tecnici da superare in una sperimentazione in scala reale ed itinerante sul territorio sono molteplici:
– la necessità di trasportare, montare, adattare (ogni impianto limiti e ha raccordi differenti che implicano modifiche personalizzate), e testare la macchina inserendola in layout differenti per brand e tipologia delle macchine.
– la necessità di adattare le portate della linea di lavorazione alla portata del prototipo
– la necessità di disporre di grandi partite omogenee di olive
– la necessità di coordinarsi con le esigenze produttive dei frantoi, che per le operazioni di misura e il bisogno di separare in maniera netta i singoli lotti di produzione, rallentando i ritmi di lavorazione in periodi di attività frenetici condizionati anche dall’attività conto terzi.

Far passare un’invenzione dallo stadio di prima idea a quello di concreta applicazione è un passaggio dunque può richiedere lunghi anni di sperimentazione e può risultare assai costoso.

Durante l’ultima campagna olearia un finanziamento di una Fondazione ha consentito di superare uno degli ostacoli principali alla validazione dell’innovazione tecnologica: testare l’impianto combinato ultrasuoni/scambio termico implementandolo in linee di trasformazione differenti, in areali diversi e con molteplici cultivar. Hanno partecipato alla sperimentazione:
Frantoio Olearia Pazienza s.r.l. a Bitonto (BA)
Frantoio Mimi’ a Modugno (BA)
Frantoio GRACO s.n.c. a Torremaggiore (FG)
Frantolio D’Amico Pietro a Cisternino (BR)

Dalle prove condotte per la validazione della tecnologia è emerso che l’impianto innovativo che combina l’energia meccanica degli ultrasuoni con la possibilità di modulare lo scambio termico della pasta olearia riscaldano o raffreddando ha consentito di:
1) Eliminare la gramolazione realizzando un processo effettivamente continuo
2) Innalzare le rese di estrazione recuperando una ulteriore quota di olio extravergine che si perde nelle sanse
3) Preservale le molecole antiossidanti che con i metodi tradizionali si perdono quando si opera per innalzare le rese
4) Ottenere una valutazione organolettica migliore
5) Offrire una soluzione impiantistica sostenibile e in grado di garantire il giusto reddito ai produttori

E il principio della riproducibilità è rispettato?
Il gruppo di ricerca del Prof. Beltrán del Centro de Investigación y Formación Agraria de Jaén Venta del Llano – Junta de Andalucía – ha appena pubblicato, sulla rivista Innovative Food Science and Emerging Technologies, un articolo dal titolo “High power ultrasound frequency for olive paste conditioning: Effect on the virgin olive oil bioactive compounds and sensorial characteristics”. L’articolo conferma che gli ultrasuoni ad alte potenza e bassa frequenza innalzano le rese di estrazione, preservano i composti bioattivi, non alterano la composizione acidica e migliorano le caratteristiche organolettiche.
Considerando che i centri di ricerca pugliesi (Università di Bari e Politecnico di Bari) e spagnoli per percorsi indipendenti sono giunti a una medesima conclusione basata su una identica evidenza, si può stabilire che il principio di riproducibilità sia stato rispettato e che la tecnologia, validata in diversi frantoi grazie finanziamento di una Fondazione, è dotata di elevata flessibilità e compatibilità con gli impianti preesistenti.
L’impianto dell’Università degli Studi di Bari e del Politecnico di Bari, primo prototipo in scala industriale progettato, costruito e sperimentato nei frantoi con i frantoiani, introducendo simultaneamente il sistema di scambio termico caldo/freddo offre l’opportunità di modulare il processo anche variando le temperature in linea con le più recenti evidenze scientifiche che sottolineano come i cambiamenti climatici e la sempre più anticipata apertura della campagna olearia richieda di raffreddare la pasta olearia.
Il sistema ad ultrasuoni, inoltre, incontra le esigenze di applicazione delle due tipologie di filiera olearia presenti in Italia: l’olio artigianale e l’olio industriale. È adatto a piccoli impianti da 15-20 q/h o a impianti di grandi dimensioni da 40/60 q/h.
Immaginate se negli impianti oleari che operano nel mondo si recuperasse con certezza anche solo mezzo kg di olio extravergine (valore molto al di sotto della media dell’incremento di resa) per ogni 100 kg di olive quante tonnellate d’olio extravergine di qualità in più ci sarebbero!

di Maria Lisa Clodoveo, Riccardo Amirante
pubblicato il 02 marzo 2018 in Strettamente Tecnico > L’arca olearia

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