Perché spendere quando si può guadagnare?

Le acque di vegetazione olearie diventano una risorsa naturale grazie al brevetto Enea.

Acque vegetazionePerché spendere quando si può guadagnare? L’Enea ha messo a punto, e brevettato, un nuovo processo di trattamento delle acque di vegetazione delle olive che permette di recuperare i polifenoli, altri composti e anche di produrre energia da biogas. Un sistema che potrebbe portare un utile lordo finale superiore ai 2000 euro al giorno, risolvendo in modo definitivo il problema ambientale.
di Massimo Pizzichini
C.R. ENEA Casaccia, Roma; Dip. Biotecnologie Ambiente e Salute

Lo smaltimento delle acque di vegetazione delle olive costituisce uno dei maggiori problemi ambientali nel bacino del Mediterraneo, in particolare per Paesi come la Spagna, l’Italia, la Grecia, la Tunisia.

Le acque di vegetazione (A.V) sono reflui con pH leggermente acido, alta conducibilità elettrica, facilmente fermentabili per la presenza di zuccheri e proteine.
Il carico inquinante delle acque di vegetazione è legato all’elevato contenuto di sostanze organiche (zuccheri, pectine, grassi, sostanze azotate, polialcoli, poliacidi): il COD è compreso tra 100 e 190 g/L di ossigeno e il BOD5 tra 50 e 140 g/L di ossigeno.
Anche se alcune componenti delle acque di vegetazione sono necessarie al terreno per l’utilizzo agricolo, in particolare l’azoto, il fosforo, il potassio, il magnesio, l’inquinamento ambientale di queste acque. è principalmente legato alle alte concentrazioni (1-10 g/L) in polifenoli, di diverso peso molecolare, con spiccate proprietà antimicrobiche e fitotossiche, resistenti ad un certo tipo di degradazione biologica, in particolare di tipo aerobico.

La legislazione vigente D.M. n.574, 11/11/96, permette lo spandimento sul terreno delle A.V., considerandolo un mezzo economico per smaltire un indesiderato sottoprodotto dell’industria olearia.
Si tratta di un atteggiamento medioevale perché l’effetto negativo, a medio termine, sulla flora microbica dei suoli, quindi sulla loro fertilità è ampiamente dimostrato come pure la contaminazione delle falde idriche del sottosuolo.
A fronte di tutto ciò ed in ragione della difficoltà di sviluppare processi di depurazione adeguati alla chimica di questo effluente, per la presenza dei polifenoli , sono emersi negli ultimi dieci anni studi approfonditi in gran parte italiani, che hanno dimostrato le straordinarie proprietà biomediche dei polifenoli stessi sia in vitro che in vivo.
Queste ricerche hanno dimostrato proprietà antiossidanti, effetti positivi sull’apparato cardiocircolatorio, in particolare di tipo Chd (coronary heart disease), proprietà anticancro (seno, colon, prostata), di alcune molecole polifenoliche, come il tirosolo, l’idrossitirosolo, l’oleuropeina l’acido caffeico, etc.

Le molecole polifenoliche delle acque di vegetazione, in particolare gli orto-difenoli, sono di grande interesse biomedico per le loro proprietà antiossidanti, anticancro, anti microbiche, etc. e ampiamente dimostrate dalla letteratura scientifica. Questi composti si estraggono dalle olive, quindi sono considerati sostanze naturali, al pari delle vitamine.
L'importanza dell'inserimento di alimenti "funzionali", soprattutto di origine vegetale, nella dieta trova una rilevante base scientifica, nella presenza di sostanze capaci di ritardare l'ossidazione lipidica e proteica, con una conseguente attività di "protezione" dell'organismo umano nei confronti dei meccanismi degradativi di tipo ossidativo.
Tali scoperte, sulle proprietà antiossidanti dei polifenoli, sono state confermate a livello internazionale ed hanno subito spostato l’attenzione sull’utilizzo delle A.V., piuttosto che sulla depurazione. La depurazione ha un costo di trattamento mentre il riutilizzo potrebbe portare ad un benefico economico.
Questi composti naturali, in forma di integratori alimentari, sono prodotti anche in Italia e ovviamente commercializzati a livello internazionale sul web.
Anche in passato si erano tentate vie di riutilizzo delle A.V. ma si trattava prevalentemente di sottoprodotti a basso valore aggiunto (produzione di compost, derivati mangimistici, etc.), in cui l’accento non veniva posto sul recupero dei polifenoli bioattivi.
L’ENEA, che studia il problema della valorizzazione delle A.V da circa 20 anni, ha però sviluppato nel 2005, un processo nuovo che si caratterizza per una serie di requisiti tecnici ed e impiantistici, dei quali ad esempio l’aumento dei volumi delle A.V da trattare costituisce un vantaggio (plus) e non una limitazione applicativa.
L’altro elemento importante è che  il processo ENEA ha impatto ambientale nullo in quanto le A.V. vengono frazionate e tutte le frazioni liquide recuperate sono costituite da materiali (substrati) di interesse commerciale.
L’invenzione è basata sull’impiego di  tecnologie separative mediante membrana, cioè su processi di filtrazione che permettono di recuperare le molecole polifenoliche ad un elevato grado di purezza, come l’idrossitirosolo, senza nessuna contaminazione da parte di solventi organici o di altre sostanze chimiche.
Il nuovo processo ENEA, oltre ai polifenoli permette di recuperare tutte le sostanze organiche presenti nella acque di vegetazione (come noto ricche di proteine) , zuccheri, fibra e sali minerali per destinarle al comparto alimentare. Inoltre il processo consente di recuperare un’acqua vegetale purificata dal trattamento a membrane, circa il 60 % in volume rispetto alle acque di vegetazione grezze.
Quest’acqua, vista la sua composizione chimica iposalina, ma ricca in potassio e povera di sodio, potrebbe essere impiegata come base per bevande speciali, con caratteristiche ipotensive e nutraceutiche.
Il nuovo processo consente di frazionare le A.V. per recuperare sostanze di interesse alimentare, nutraceutico, cosmetico ed anche energetico (biogas) e nel contempo di eliminare  definitivamente l’impatto ambientale.

In estrema sintesi il nuovo processo prevede: una fase di acidificazione, una fase di idrolisi con enzimi pectolitici, una di centrifugazione per ridurre il contenuto di solidi sospesi, quindi quattro diverse tecnologie di filtrazione tangenziale, poste in sequenza l’una all’altra. In particolare, i filtrati passano attraverso membrane (filtri speciali) a porosità sempre decrescente, dalla microfiltrazione all’osmosi inversa.
Quest’ultimo passaggio permette di concentrare le molecole di polifenoli purificate nelle prime tre filtrazioni. Le sostanze organiche trattenute dalle prime filtrazioni e impoverite di polifenoli, possono essere destinate alla produzione di specialità alimentari, tipo patè di olive, oppure alla produzione di biogas e di energia elettrica, tramite un processo anaerobico, che fra l’altro consente di utilizzare i fanghi anaerobici come fertilizzante organico, per la stessa filiera olivicola. Nella tabella 1 seguenti si riporta la composizione chimica del concentrato di osmosi inversa, quella più ricca di biofenoli.
Tabella 1: Composizione dei macrocomposti del concentrato di OI

Componenti chimiche

Concentrazione (g/L)

pH

3,5

Aspetto

limpido

Colore

Rosa-giallo-pallido

Residuo secco

83,56

Azoto totale

1,5

Carboidrati totali

52,0 circa

Sali minerali

20,35

Polifenoli bioattivi a basso P.M

1,910

Nella tabella 3 si riporta la composizione in biofenoli del concentrato di osmosi inversa

Tanella 2: Composizione delle famiglie di biofenoli nel C.OI

Polifenoli famiglie

Concentrazione (g/L)

Idrossitirosolo
1.167
Acido protocatecoioco
0,010
Tirosolo
0,92
Catecolo
0,02
Acido caffeico
0,015
Acodo p-cumarico
0,003
Oleuropeina
0,021

Le valutazioni economiche del processo, dimensionato per trattare 200 q.li/giorno di olive, sono molto favorevoli, come si può vedere dalla tabella 3.

Prendendo come riferimento economico un prodotto Usa a base di polifenoli, l’Olivenol, venduto in rete (www.creagri.com), dal trattamento di 100 kg di olive si può ottenere un utile netto che può arrivare anche a 800 €.  Queste stime sono indicative, perché la commercializzazione dei prodotti raffinati richiede un preciso impegno di marketing, che non compete ad un Ente Pubblico, come l’ENEA.
Per questi motivi ,seppur le stime di cui sopra possono essere imprecise (per difetto) ,sicuramente i ritorni economici sono elevatissimi, al punto da far diventare l’olio d’oliva quasi un sottoprodotto di lavorazione.
Le stime non tengono conto della monetizzazione dei rischi, fra cui le denuncie per violazioni della normativa ambientale, che attualmente corrono i proprietari delle aziende olearie.
Nella tabella3 si riportano sommariamente le valutazioni tecnico-economiche indicate dall’ENEA, relative alla commercializzazione delle frazioni liquide separate nel processo (prima colonna a sinistra).
Tabella 3. Valutazioni economiche del processo di trattamento ENEA
Acque di vegetazione olearie

La fattibilità tecnica del nuovo processo è provata e non ci sono problemi di scala industriale, bisogna però definire meglio alcuni parametri operativi in modo da calibrare il tutto per tipologie di produzioni regionali ed anche per singolo frantoio oleario.
Ad incidere sul processo, quindi sui bilanci economici, sono alcune variabili agronomiche che influenzano il contenuto dei polifenoli delle A.V; tra queste : il tipo di cultivar, le condizioni pedoclimatiche di produzione, le procedure di raccolta delle olive, le tecniche di molitura, i trattamenti con fitofarmaci, la conservazione delle A.V., etc.
Le industrie molitorie nazionali sanno bene che i controlli e le restrizioni normative sullo smaltimento delle A.V. sono diventate più ferree e che questa sarà  la tendenza per i prossimi anni: i vincoli  sono infatti imposti dalla UE e questa non è più disposta a tollerare deroghe alle normative ambientali sul territorio nazionale.
Si ricorda che le stesse acque di lavaggio delle olive, non solo non possono essere mescolate alle A.V, ma neanche scaricate al suolo perché fuori dalla normativa prevista dal DM 152 del 1999.
Il messaggio è molto semplice: o le industrie molitorie si allineano alle normative ambientali comunitarie, oppure chiudono.
La ricerca dell’ENEA ha consentito il deposito di un brevetto originale dell’Enea, in comproprietà con la Società Verdiana, un’industria olearia di Reggio Calabria.
Il numero di registrazione del brevetto è RM 2004°000292. Deposito Internazionale WO 2005/123603 A1. Autori: Massimo Pizzichini, Claudio Russo.

di Massimo Pizzichini
C.R. ENEA Casaccia
e-mail: massimo.pizzichini@casaccia.enea.it


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