Estrazione dell’olio d’oliva
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L’estrazione dell’olio d’oliva è un processo industriale di trasformazione agroalimentare, che ha per scopo l’estrazione dell’olio dalle drupe dell’olivo. Tale trasformazione, attuata in una struttura detta oleificio (o, più impropriamente, frantoio), avviene in due fasi fondamentali: la macinazione della polpa (molitura o frangitura) e la successiva separazione della frazione oleosa dagli altri componenti solidi e liquidi (estrazione).
Principi fondamentali
L’olio d’oliva propriamente detto è contenuto nei lipovacuoli delle cellule del mesocarpo (polpa). Il processo prevede, pertanto, l’estrazione della fase liquida dalle cellule, la separazione dalle frazioni solide e la separazione della frazione lipidica (oleosa) da quella acquosa.
Gli oli d’oliva vergini si distinguono nettamente dagli altri oli per due prerogative: la materia prima, rappresentata dalla polpa delle olive, e il metodo d’estrazione, rappresentato da processi di natura esclusivamente meccanica. L’estrazione degli oli vergini impiega esclusivamente l’urto, la pressione, la centrifugazione, la decantazione, la filtrazione, la tensione superficiale, il trattamento meccanico delle emulsioni. È ammesso il ricorso al riscaldamento con temperature moderatamente alte al fine di incrementare la resa in olio.
Le altre tecniche prevedono l’impiego di metodi fisici e chimici. Va però detto che la normativa e gli standard di qualità impongono l’impiego esclusivo di metodi meccanici. L’olio ottenuto con il ricorso a metodi chimici e fisico-chimici è pertanto identificato con tipologie merceologiche differenti e distinte dal vergine. Nel caso degli oli ottenuti dalle olive, i metodi fisici e chimici sono processi secondari attuati in impianti distinti, per rettificare oli vergini non commestibili o per estrarre la frazione lipidica dal seme.
Fasi del processo
Le linee di lavorazione nell’estrazione meccanica differiscono per i metodi usati nelle singole fasi, pertanto esistono tipologie d’impianto differenti. Oltre che per le caratteristiche tecniche gli impianti differiscono in modo marcato per la capacità di lavoro, il livello di meccanizzazione, l’organizzazione del lavoro, la resa qualitativa e quantitativa, i costi di produzione. Quasi tutti gli impianti prevedono la successione di cinque fasi fondamentali:
- Operazioni preliminari. Hanno lo scopo di preparare le olive alla lavorazione.
- Molitura. Ha lo scopo di rompere le pareti delle cellule e far fuoriuscire i succhi. Il prodotto di questa fase è generalmente indicato con il termine di pasta d’olio, composta da olio, acqua e parti solide.
- Gramolatura. È un rimescolamento della pasta d’olio ed ha lo scopo di rompere l’emulsione fra olio e acqua e facilitarne la separazione nella fase successiva.
- Estrazione del mosto d’olio. Ha lo scopo di separare la fase liquida, l’emulsione acqua-olio, dalla fase solida, la sansa. La sansa è composta dai residui solidi delle bucce, della polpa, dei semi e dai frammenti dei noccioli (nocciolino). L’emulsione acqua-olio è generalmente indicata con il termine di mosto d’olio. In realtà il mosto contiene anche un residuo solido, detto morchia, che resta in sospensione nell’emulsione.
- Separazione dell’olio dall’acqua. Ha lo scopo di separare i due componenti del mosto d’olio. Nel processo si separano le due fasi liquide non miscibili e gran parte delle morchie.
Operazioni preliminari
Prima dell’estrazione vera e propria le olive devono essere preparate con le operazioni preliminari. Si tratta di operazioni intercalate fra la raccolta e la molitura effettuate nel settore iniziale dell’oleificio.
Cernita
Consiste nella mondatura delle olive per separarle da terra, rametti e foglie. Questa operazione viene fatta direttamente in campo oppure, su piccole partite raccolte a mano sul pavimento di un locale in azienda prima del conferimento oppure, in genere negli oleifici sociali, al conferimento. La cernita su grandi partite si effettua con l’uso di vagli statici o vibranti. In passato si tendeva a lasciare una discreta quantità di fogliame allo scopo di conferire all’olio il gusto di fruttato.
Pesatura
Viene effettuata nell’oleificio all’atto del conferimento. La struttura della filiera in Italia, costituita per lo più da piccole aziende olivicole che conferiscono il prodotto in oleifici sociali o che operano in conto terzi, fa sì che i quantitativi conferiti siano generalmente di modeste quantità. La pesatura pertanto è effettuata dopo lo scarico dal mezzo di trasporto in cassette, bin o sacchi.
al seme.
Stoccaggio
Con piccole partite raccolte integralmente a mano questa fase si svolge in parte nell’azienda olivicola allo scopo di raggiungere il quantitativo sufficiente da conferire per un ciclo di lavorazione. Con grandi partite, in genere ottenute con sistemi di meccanizzazione, le olive raccolte vengono direttamente conferite all’oleificio e stoccate in un’area o locale separati (l’olivaio) oppure direttamente in uno spazio antistante la linea di lavorazione. In passato si stoccavano le olive in sacchi di juta, attualmente si usano le cassette forate o i bin nel caso di sistemi palettizzati, riducendo quanto più è possibile gli strati per migliorare l’aerazione delle olive e prevenire le fermentazioni.
La qualità del prodotto finale dipende dalle operazioni finali in subordine allo stato di conservazione delle olive e ai tempi d’attesa. La conservazione in grandi cumuli, con insufficiente aerazione della massa di olive, e tempi d’attesa dell’ordine di diversi giorni determinano l’insorgenza di processi di fermentazione delle olive che si traducono una peggiore qualità dell’olio. Il fenomeno si accentua nel caso di olive che hanno subito traumi in fase di raccolta o per attacchi da parte della mosca olearia. Gli orientamenti attuali sono i seguenti:
- stoccaggio delle olive in ambiente fresco e sufficientemente ventilato in strati sottili;
- riduzione dei tempi di sosta entro le 24 ore dal conferimento.
Lavaggio
Si effettua mediante immersione delle olive in una vasca d’acqua o, nei moderni impianti, in apposite lavatrici che mantengono una movimentazione forzata dell’acqua per migliorare il risultato dell’operazione. Allo scopo di ottenere un olio di qualità, in questa fase, è anche importante che l’acqua impiegata sia pulita ricambiandola frequentemente. Al termine dell’operazione le olive subiscono un’asciugatura per semplice sgrondo dell’acqua di lavaggio.







Molitura]
La molitura consiste nella prima fase di estrazione vera e propria. Le olive sono sottoposte ad azioni meccaniche che provocano la rottura della parete cellulare e delle membrane con la conseguente fuoriuscita dei succhi cellulari e dell’olio. Questa azione è affidata allo sfregamento dei frammenti del nocciolo sulle polpe oppure all’urto di dispositivi meccanici in rotazione ad alta velocità nella massa delle polpe. Il prodotto ottenuto da questa fase nella maggior parte degli impianti è la pasta d’olio, una massa semifluida composta da una frazione solida (frammenti di noccioli, bucce e polpa) e una liquida (emulsione di acqua e olio).
I sistemi utilizzati sono fondamentalmente di due tipi.
Molitura classica
La molazza è lo strumento tradizionalmente usato, derivato concettualmente dalle antiche macine in pietra: l’azione meccanica è esercitata dalla rotazione di una o più grandi ruote in pietra (generalmente in granito) sulla massa in lavorazione. Contrariamente a quanto si possa pensare, la fuoriuscita dei succhi non è causata dallo schiacciamento, bensì dall’azione di sfregamento degli spigoli taglienti dei frammenti di nocciolo sulla polpa delle olive. La funzione della ruota pertanto è quella di frantumare i noccioli in dimensioni adatte allo scopo e rimescolare la massa in lavorazione.
In passato la molazza era costituita da una sola ruota azionata per mezzo di un braccio da un asino o da un cavallo, pertanto aveva un notevole volume d’ingombro per consentire il movimento circolare dell’animale. La molazza attuale è azionata da un motore di 5-12 kW ed è di dimensioni più contenute, con un ingombro spaziale di 9-12 m2[. Si compone di una vasca con fondo in granito o in acciaio e bordi rialzati in acciaio e di un sistema a 2-6 ruote ad asse orizzontale in pietra granitoide, disposte a coppie a distanze diverse rispetto all'asse verticale della vasca. Lo scalzo delle ruote è sollevato di alcuni millimetri rispetto al fondo della vasca ed è regolabile in modo da ottenere frammenti di nocciolo di dimensione adeguata. In genere la regolazione dello scalzo è impostata secondo le caratteristiche dei noccioli della varietà d'olivo prevalente nella zona dell'oleificio. La molazza è infine fornita di lame che hanno lo scopo di rimuovere la pasta che aderisce alla ruote e migliorare il rimescolamento spingendo la pasta sotto lo scalzo.
La lavorazione con la molazza avviene con una lenta rotazione (12-15 giri al minuto per un tempo complessivo variabile dai 20 ai 40 minuti). La quantità di olive lavorate in un ciclo è di 2,5-3 quintali in modo da ottenere un quantitativo di pasta sufficiente ad effettuare il carico di una pressa idraulica nella fase d'estrazione. Questa esigenza viene meno nel caso di impianti che utilizzano altri sistemi d'estrazione e in generale la capacità di lavoro è progettata in modo da integrare la molazza in un impianto d'estrazione a ciclo continuo.



Frangitura
Il frangitore a martelli è lo strumento preferito nei moderni impianti a ciclo continuo perché s'integra perfettamente con le esigenze di automazione dell'impianto. Il carico è effettuato meccanicamente dall'alto, con elevatori a nastro che prelevano le olive in uscita dalla lavatrice; lo scarico avviene dal basso, sempre meccanicamente, con il riversamento della pasta d'olio nelle gramolatrici.
Un frangitore a martelli è composto da una serie di dischi ruotanti dotati di spigoli vivi (martelli) con una velocità di rotazione di 1200-3000 giri al minuto, azionata da motori di 10-40 kW di potenza.
Con questo sistema la rottura della polpa è causata dagli urti dei dispositivi ruotanti ad alta velocità e solo in parte dall'azione meccanica dei frammenti di nocciolo. La lavorazione si svolge in tempi brevissimi, nell'ordine dei secondi, e si presta ad un funzionamento a ciclo continuo con carico e scarico automatizzato. Lo spazio d'ingombro è dell'ordine di pochi metri quadri.
Gramolatura
La gramolatura, o gramolazione, è un'operazione che segue la frangitura ed ha lo scopo di rompere l'emulsione fra acqua e olio e far confluire le micelle d'olio in gocce più grandi che tendono a separarsi spontaneamente dall'acqua. Si effettua in macchine dette gramole o gramolatrici.
La gramola è in sostanza una vasca in acciaio in cui ruotano pale elicoidali che, ruotando ad una velocità di 20-30 giri al minuto, mantengono in lento rimescolamento la pasta d'olio (flottazione). L'azione del rimescolamento rompe l'emulsione migliorando poi la resa in mosto d'olio nella successiva fase d'estrazione. Le attuali tipologie costruttive comprendono più gramole disposte in serie (in questo caso spesso sovrapposte per limitare lo spazio d'ingombro) oppure in parallelo e caricate meccanicamente, mediante sistema idraulico, con la pasta d'olio uscita dal frangitore o dalla molazza. Esiste inoltre una tipologia detta gramola-dosatrice fornita di un sistema di distribuzione della pasta d'olio sui diaframmi filtranti utilizzati nell'estrazione per pressione. La macchina è infine provvista di un sistema di riscaldamento costituito dal passaggio di acqua calda in un'intercapedine esterna.
I parametri tecnici di riferimento sono la temperatura e la durata dell'operazione. La temperatura è fondamentale per la resa nella successiva estrazione ed è strettamente correlata alla stabilità dell'emulsione acqua-olio. Con un basso grado di emulsionamento la gramolatura non è necessaria oppure si può svolgere a temperature di poco superiori a quella ambientale (da 22-24 °C a 27 °C); in questo caso si parla di gramolatura o estrazione a freddo. Con emulsioni più stabili è necessario procedere ad un riscaldamento più spinto della pasta, con temperature superiori ai 27 °C e inferiori a 30 °C. Il limite di 30 °C è considerato il punto critico : la resa dell'estrazione aumenta con la temperatura della gramolatura, ma raggiunto questo livello termico, la pasta subisce un decadimento qualitativo. Per questo motivo, il riscaldamento non deve raggiungere la soglia dei 30 °C, quando si produce un olio vergine destinato al consumo diretto, mentre per gli oli vergini lampanti, destinati alla rettificazione, si effettua una gramolatura a temperature superiori ai 30 °C allo scopo di incrementare la resa quantitativa.
La gramolatura ha una durata in media di 20-40 minuti e non superiore ai 60 minuti. Il prolungamento dell'operazione non ha alcun effetto sulla resa in olio, pertanto è da evitare in quanto prolungherebbe il contatto della pasta d'olio con l'aria determinando una maggiore ossidazione. La gramolatura va perciò interrotta quando la pasta d'olio cessa di macchiare le mani e si presenta untuosa al tatto. I moderni impianti hanno sistemi automatizzati per il controllo della fase.
Questa fase è di notevole importanza per determinare il congruo compromesso fra resa quantitativa in olio e qualità: il riscaldamento aumenta l'efficacia della gramolatura permettendo l'innalzamento della resa in olio, tuttavia influisce negativamente sulla qualità dell'olio:
- peggioramento del gusto (sapore di riscaldo, sapore metallico)
- perdita di sostanze volatili e di conseguenza del gusto di fruttato
- minori proprietà dietetiche a causa delle perdite in polifenoli, tocoferoli e vitamina A.
Per oli di alta qualità la gramolatura si svolge a freddo oppure riscaldando moderatamente la pasta d’olio fino ad una temperatura di 27-28 °C. Una resa superiore si può ottenere riscaldando la pasta fino a 29-30 °C penalizzando leggermente la qualità, mentre è assolutamente sconsigliato il raggiungimento o il superamento dei 30 °C. Il Regolamento dell’Unione Europea n. 1019 del 2002 consente la dicitura in etichetta delle locuzioni a freddo (in riferimento ai processi d’estrazione) solo se i processi si sono svolti ad una temperatura inferiore a 27 °C.
L’efficacia della gramolatura dipende inoltre dal metodo utilizzato per la molitura. La molazzatura crea un basso grado di emulsionamento pertanto è sufficiente la gramolatura a freddo per ottenere una buona resa in olio. La frangitura, per effetto dell’elevata velocità di rotazione dei martelli, crea invece un’emulsione più stabile che necessita di un moderato riscaldamento della pasta fino a 28-29 °C per ottenere rese accettabili. Un esperto assaggiatore è in grado di discernere con la degustazione fra un olio prodotto con la molazza e uno ottenuto con il frangitore a martelli proprio a causa dell’effetto del moderato riscaldamento anche quando non si supera la temperatura critica.

Estrazione dell’olio
Consiste nella separazione del mosto d’olio dalla sansa, la frazione solida costituita dai frammenti di nocciolo, dalle buccette e da frammenti di polpa. L’estrazione è attuata con sistemi alternativi che sfruttano principi meccanici concettualmente differenti. In ragione di queste differenze il mosto d’olio e la sansa hanno caratteristiche differenti secondo il metodo d’estrazione impiegato, ma vanno messe in evidenza anche profonde differenze nell’impianto, nella qualità del prodotto, nell’organizzazione del lavoro e nella stessa gestione. I metodi d’estrazione si riconducono a tre tipi fondamentali.
Estrazione per pressione
Estrazione in Sinolea
Estrazione per centrifugazione
Si tratta di un metodo di larga diffusione perché permette di superare i molteplici svantaggi associati all’estrazione per pressione. La pasta d’olio è sottoposta ad una centrifugazione in un tamburo conico ruotante ad asse orizzontale (detto comunemente decanter). La centrifugazione opera in genere ad una velocità di rotazione di 3000-3500 giri al minuto. Per effetto del differente peso specifico la centrifugazione separa 2 o 3 fasi. Secondo le specifiche tecniche si distinguono tre tipi fondamentali di decanter.
Il decanter a 3 fasi è la tipologia più vecchia e presenta diversi svantaggi. La centrifugazione separa tre frazioni:
- le sanse;
- il mosto d’olio, contenente una piccola quantità d’acqua;
- l’acqua di vegetazione, contenente una piccola quantità d’olio.
Questo sistema richiede la preventiva diluizione della pasta d’olio con acqua. In sostanza presenta difetti considerevoli perché consuma elevati quantitativi d’acqua e produce elevati quantitativi di acque di vegetazione. L’acqua ha inoltre un’azione di lavaggio della pasta che porta all’estrazione di un’elevata quantità di polifenoli. Le acque di vegetazione hanno pertanto una maggiore carica inquinante rendendone ulteriormente più oneroso lo smaltimento. Per questi motivi il sistema a 3 fasi è stato abbandonato.
Il decanter a 2 fasi è stato concepito per ovviare agli inconvenienti del sistema a 3 fasi. In pratica differisce per il minore impiego d’acqua. La centrifugazione separa due sole frazioni:
- le sanse e l’acqua di vegetazione;
- il mosto d’olio, contenente una piccola quantità d’acqua.
Il sistema riduce il problema del carico inquinante perché la quantità di polifenoli estratta è inferiore. Presenta però il difetto di produrre sanse eccessivamente umide, non accettate dai sansifici perché hanno uno scarso valore merceologico. Le sanse diventano pertanto un prodotto di scarto da smaltire senza alcuna possibilità di recupero economico, essendo poco conveniente l’essiccazione.
Il decanter a 2 fasi e mezzo è la tipologia più recente e riassume i pregi dei due sistemi differenti. La lavorazione richiede l’aggiunta di un ridotto quantitativo d’acqua e separa tre frazioni (sanse umide, acqua di vegetazione, mosto d’olio). Il vantaggio di questo sistema è che si produce un quantitativo inferiore di acque di vegetazione e con una minore carica inquinante. Le sanse umide hanno ancora uno scarso valore, tuttavia possono essere trattate con sistemi che permettono un recupero economico sfruttando il potenziale energetico del nocciolino.
Nel complesso, il bilancio tra i vantaggi e gli svantaggi del sistema della centrifugazione si riassume nei seguenti punti. Vantaggi:
- alta capacità di lavoro;
- ridotto fabbisogno di lavoro grazie all’automazione e all’inserimento in un ciclo continuo;
- discreta qualità dell’olio per il basso grado di ossidazione e la facilità di pulizia;
- ridotti spazi d’ingombro.
Svantaggi:
- elevati consumi energetici;
- maggior consumo d’acqua;
- costi elevati di manutenzione a causa dell’usura a cui è soggetto il tamburo;
- costi di smaltimento dei reflui per la quantità d’acqua di vegetazione prodotta e per il maggior carico inquinante;
- difficoltà di gestione delle sanse.
Centrifugazione verticale
La centrifugazione verticale è il sistema impiegato in tutti gli impianti (ad eccezione dell’olio estratto con la Sinolea) per separare l’olio dall’acqua. Al processo è sottoposto sia il mosto d’olio ottenuto per spremitura o per centrifugazione orizzontale, sia l’acqua di vegetazione ottenuta dalla centrifugazione orizzontale.
Allo scopo si utilizzano separatori centrifughi verticali. Si tratta di macchine mutuate dall’impiantistica dell’industria lattiero-casearia (scrematrici) che effettuano la separazione in virtù di una rotazione ad alta velocità. Il separatore centrifugo consiste in un serbatoio cilindrico contenente il tamburo ruotante costituito da una serie di dischi conici forati e sovrapposti. Il mosto d’olio, immesso dall’alto entra nel tamburo ed è sottoposto ad una centrifugazione a 6000-6500 giri al minuto. Per effetto della differente densità olio e acqua si separano in due differenti efflussi. Durante la rotazione si ha un accumulo di residui solidi (morchie) che vengono espulsi tramite un sistema di sicurezza automatizzato.
Trattamenti successivi]
All’uscita dal separatore centrifugo, l’olio è un prodotto pronto al consumo. Il prodotto tal quale contiene residui solidi in sospensione e si presenta torbido. In situazione di riposo il residuo solido si deposita sul fondo del recipiente e l’olio illimpidisce spontaneamente. Di conseguenza l’olio appena separato viene conservato in vasi d’acciaio, a contatto con un’atmosfera d’azoto per prevenire le ossidazioni, per sfruttare la sedimentazione spontanea della morchia. L’olio destinato subito alla commercializzazione è invece sottoposto a filtrazione mediante filtri di tipo barese o filtri-pressa prima del confezionamento.