Empleo de megasonido y uso de carbonato de calcio en la extracción de aceite de oliva virgen extra

Abstract

El proceso de extracción del aceite de oliva es ineficiente. Es un proceso físico que incluye la molienda, batido y centrifugado para la recuperación del aceite de calidad virgen y extra virgen. Sin embargo, el proceso tiene sus limitaciones ya que solo recupera en 70 al 85% del aceite con los métodos tradicionales, generando pérdidas en el orujo al final de proceso. En las últimas décadas se han desarrollado técnicas físicas para mejorar la recuperación del aceite con calidad virgen y extra virgen. Estas incluyen el uso de tecnologías como intercambiadores de calor, MW, ultrasonido de alta frecuencia (megasonido) MS, y PEF así como el agregado de coadyuvantes (ej. talco, carbonato de calcio, enzimas) a la pasta de la oliva. Sin embargo, algunas de estas técnicas están en desarrollo o continúan siendo evaluadas para su aplicación industrial. En particular, esta tesis se focaliza en avanzar en la aplicación de megasonido, incluyendo combinaciones con microondas, y carbonato de calcio en pasta de oliva para mejorar la recuperación de aceite de olive extra virgen. Hasta el momento de esta tesis, la aplicación de megasonido en la pasta batida ha sido estudiada a nivel de laboratorio, demostrando recuperación adicional de aceite de oliva extra virgen hasta el 2%. Asimismo, hay poca información publicada sobre la aplicación de carbonato de calcio a nivel industrial. Con este marco de referencia, el objetivo de la presente tesis doctoral fue evaluar el efecto de intervenir el proceso de extracción de aceite de oliva con técnicas de aplicación de megasonido y carbonato de calcio. Se evaluó tanto la posibilidad de aumentar la extractabilidad de aceite en el proceso (aplicando megasonido al final de batido por un tiempo determinado o agregando carbonato de calcio al comienzo del batido, según el estudio) como también la posibilidad de optimizar el proceso mediante reducción del tiempo de batido.En primer lugar, se estudió a nivel de laboratorio los mecanismos por los cuáles el megasonido tiene su efecto en la extractabilidad, así como los coeficientes de atenuación de sonido para pasta de aceituna, encontrándose que el mecanismo 21 por el cual el megasonido actúa no es por resonancia de ondas estacionarias debido a la atenuación de la pasta de aceitunas, por lo que uno de los mecanismos que explicarían la acción son los fenómenos de cavitación de burbujas de líquido. Se acompañó el estudio con posibles optimizaciones del proceso como reducción de tiempo de batido, reducción del tiempo de aplicación de megasonido, disminución de la potencia de aplicación de megasonido y la reducción de la distancia transductor de megasonido – pared opuesta. Por otro lado, se evaluó a nivel industrial la aplicación de ultrasonido de alta frecuencia a 350 kg/h. Se intervino el proceso aplicando megasonido al final de batido. Estas experiencias se llevaron a cabo en Italia, donde también se estudió la aplicación de microondas, como oportunidad de sustitución del batido. También se estudió la combinación de megasonido con microondas. Las aceitunas con las que se realizaron las extracciones eran de variedad Coratina. Se encontró que fue posible sustituir el batido aplicando microondas y obtener la misma recuperación de aceite. También fue posible aumentar la extractabilidad aplicando megasonido y combinando la aplicación de microondas y megasonido (86% y 86.9% respectivamente) frente a un control (84.7%). La calidad de los aceites obtenidos se verificó con análisis sensorial, acidez, índice de peróxidos, coeficientes K232 y K270, contenido de etíl ésteres y de ceras, y también se midió el contenido de polifenoles y tocoferoles. Se encontró que las intervenciones no impactan en la calidad de los aceites obtenidos, pero si se logró aumentar el contenido de polifenoles en los aceites obtenidos.Posteriormente se realizó un seguimiento de la estabilidad de estos aceites a lo largo de un año de almacenamiento. Se observó que la aplicación de microondas, megasonido y la combinación de ambas tecnologías no impacta en la vida útil de los aceites extraídos. Por último, se investigó la aplicación de carbonato de calcio en la extracción de aceites de oliva proveniente de aceitunas de variedad Arbequina. Se estudió a nivel de laboratorio en la planta Abencor y se corroboró a nivel industrial de 500 kg/h en dos almazaras la aplicación de carbonato de calcio en los niveles de incorporación 2% y 4%. También se estudió la posibilidad de reducir el tiempo 22 de batido de 40 minutos a 30 minutos. Los resultados indicaron que el carbonato de calcio como coadyuvante permite una recuperación extra de aceite de alrededor de 8% de aceite de oliva, y que es posible a nivel industrial reducir el tiempo de batido de 40 a 30 minutos con incorporación de carbonato de calcio. Los aceites extraídos a nivel industrial fueron analizados durante 6 meses con las mediciones de calidad por medio del análisis sensorial, acidez, índice de peróxidos y coeficientes K232 y K270. Se encontró que la aplicación de carbonato de calcio en la extracción de aceite de oliva no tiene impacto sobre su vida útil. En conclusión, la presente tesis doctoral confirmó el potencial la aplicación de megasonido en la extracción de aceite de oliva (solo o en combinación con microondas) y la incorporación de carbonato como posibles auxiliares del proceso, tanto a nivel de laboratorio como a nivel industrial. Estos no solo logran mejora la eficiencia del proceso por una mayor recuperación de aceite, sino también por reducción del tiempo del proceso, resultados que son muy beneficiosos para el sector olivícola.