Intensificazione di processo nell'estrazione di componenti ad alto valore aggiunto da biomasse di scarto. La vinaccia d'uva. = Process intensification in the extraction of high added value components from waste biomass. The grape pomace.

Le biomasse di scarto derivanti dai processi produttivi agro-alimentari, rappresentano spesso un problema in termini di costi e metodologie di smaltimento, data anche la quantità che ne viene prodotta annualmente da tutte le filiere alimentari (vinificazione, lavorazione pomodori, semi oleaginosi, ecc…). Questi sottoprodotti, dopo i trattamenti subiti, sono tuttavia ancora ricchi di sostanze di interesse, dall’elevato valore aggiunto, quali polifenoli (PF) e altre sostanze derivanti dal metabolismo delle piante, non estratte o degradate nella fase produttiva. Tra queste biomasse è certamente significativa la vinaccia d’uva (residuo della vinificazione costituito da semi, polpa e bucce), considerando che l’Italia risulta tra i primi produttori mondiali di vino. Secondo dati di letteratura viene prodotto 1 kg di vinaccia ogni 6 L di vino, sottolineando la rilevanza che lo scarto assume. I PF sono sostanze antiossidanti presenti in grande quantità e varietà nel mondo vegetale (esistono circa 8000 composti differenti), con comprovate proprietà positive per la salute umana (protezione da malattie cardio-circolatorie, diabete, proprietà antitumorali, antibatteriche). Queste molecole trovano applicazione nel settore dell’industria alimentare, farmaceutica, nutraceutica e del trattamento di pellami. Il recupero di bioattivi da matrici vegetali viene però eseguito convenzionalmente con soluzioni acquose di etanolo o altri solventi organici, spesso inquinanti o costosi. L’utilizzo di tecniche di intensificazione di processo (IP), come l’estrazione in ultrasuoni (UAE), può consentire di raggiungere livelli di resa di estrazione paragonabili ai metodi convenzionali, usando semplicemente acqua come solvente. Lo scopo di questo lavoro di sperimentazione è determinare i parametri che influenzano l’UAE di PF da vinaccia d’uva in acqua, secondo i principi della Green Extraction, in modo da ottimizzare la sezione di estrazione di un impianto industriale localizzato idealmente in Piemonte. Nel primo capito si descrivono le classi fondamentali di PF, i metodi di approvvigionamento della vinaccia e i principi fondamentali della IP. Il secondo capitolo parla dei metodi sperimentali e le apparecchiature utilizzate. Si descrivono inoltre i modelli matematici con cui sono stati modellati i dati. Nel terzo capitolo vengono analizzati e discussi i risultati riguardanti le curve cinetiche di estrazione per i diversi sistemi utilizzati, l’influenza della temperatura e del contenuto di coestratti (sali, zuccheri e lipidi). Nel quarto capitolo si affronta il problema dello scale-up e della progettazione. Vengono discussi i risultati ottenuti dalle prove eseguite su un impianto pilota costituito da un omogeneizzatore e un sistema di concentrazione a membrane. Tali dati, sono utilizzati come partenza per la progettazione del processo di estrazione di PF da vinaccia, che tratta una quantità di 2000 ton/anno di matrice proveniente da coltivazioni biologiche piemontesi, scarto della vinificazione. La matrice è conferita nei periodi di vendemmia (metà settembre- metà ottobre) e l’impianto lavora in continuo per 24 h/day durante il periodo 20 settembre-20 dicembre. Durante la restante parte dell’anno l’impianto può essere adattato a eseguire operazioni analoghe su altri tipi di biomassa (licopene da scarti pomodori, oleuropeina da foglie di ulivo).