Volume: l'ulivo e l'olio

Sezione: utilizzazione

Capitolo: trattamento dei reflui

Autori: Giovanna Suzzi, Rosanna Tofalo

L’estrazione dell’olio di oliva genera grandi quantità di reflui che possono avere un notevole impatto ambientale a causa della loro tossicità, legata all’elevata concentrazione di fenoli (catecolo, idrossitirosolo, tirosolo e oleuropeina). Ci sono due modi per estrarre l’olio, tradizionale a pressione e per centrifugazione, con due sistemi, a due fasi e a tre fasi. A seconda del metodo di estrazione usato per ottenere l’olio, sono prodotti due diversi tipi di reflui. Il sistema a tre fasi usa grandi volumi d’acqua e l’inconveniente principale è proprio la produzione in un breve periodo di tempo (da novembre a febbraio) di grandi quantità di acque reflue, costituite dall’acqua di vegetazione delle olive più l’acqua aggiunta nelle diverse tappe di produzione dell’olio. Lo scarto solido del processo costituisce le sanse, sanse vergini, composte da pellicole di buccia ed endocarpo legnoso. Nel sistema a due fasi, vi è un unico tipo di refluo, la sansa umida, con particolari caratteristiche chimico-fisiche.

Acque di vegetazione

Con il sistema tradizionale e quello a tre fasi i reflui sono costituiti da sansa vergine e acqua di vegetazione. Le acque di vegetazione rappresentano il sottoprodotto liquido proveniente dal processo di estrazione dell’olio e sono costituite essenzialmente da: – acqua di costituzione delle olive con un modesto residuo d’olio; – acqua di lavaggio delle olive e degli impianti; – acque di diluizione delle paste negli impianti continui. La quantità e le proprietà chimico-fisiche dei reflui oleari dipendono dai metodi utilizzati per l’estrazione. Il refluo prodotto nel processo di estrazione tradizionale dell’olio corrisponde al 50-65% del peso delle drupe lavorate e le acque di vegetazione sono composte unicamente dall’acqua e da altre sostanze solubili presenti nella drupa. Nel processo di estrazione a tre fasi la produzione di refluo aumenta al 90-120% del peso delle olive lavorate, sommandosi anche l’acqua usata per la fluidificazione delle paste in fase di estrazione per agevolare la fuoriuscita dell’olio. È evidente come nel primo caso venga prodotto un refluo assai più concentrato. Tali reflui contengono, in soluzione allo stato colloidale e in sospensione, numerosi composti organici, quali zuccheri, tannini, acidi organici, lipidi, alcoli e polifenoli. Il refluo contiene anche significative quantità di sali inorganici, di cui la frazione più rilevante è solubile (fosfati, solfati e cloruri) e l’altra (20%) insolubile (carbonati e silicati), ed elementi minerali quali potassio, magnesio, calcio, sodio e ferro. La composizione chimico-fisica delle acque di vegetazione è soggetta a un’ampia variabilità anche perché è influenzata da diversi parametri come le condizioni climatiche, l’area di coltivazione, la varietà delle olive, il grado di maturazione dei frutti, il tempo di permanenza delle olive sulla pianta e il ciclo di lavorazione al quale vengono sottoposte. I più importanti parametri analitici per la valutazione del carico inquinante delle acque di vegetazione sono la misura della richiesta chimica e biochimica di ossigeno, comunemente definiti rispettivamente come COD e BOD5, che possono arrivare a valori superiori a 300 g/l e 100 g/l rispettivamente. Per quanto riguarda la caratterizzazione microbiologica delle acque di vegetazione, va ricordato che l’elevato contenuto in fenoli semplici (acido caffeico, acido protocateuico, acidi p-cumarico e p-idrossibenzoico, idrossitirosolo e tirosolo) ha una forte azione antimicrobica. Tuttavia possono essere presenti numerosi batteri, aerobi e anaerobi facoltativi, lieviti e muffe, con concentrazioni fino a 105 cellule/ml. La loro presenza nelle vasche di stoccaggio delle acque di vegetazione favorisce i processi di detossificazione; infatti alcuni microrganismi, per esempio quelli appartenenti al genere Pseudomonas, sono in grado di sviluppare, a spese di composti di difficile degradazione, come i fenoli. Infatti, durante il periodo di stoccaggio il BOD5 tende a diminuire come pure i solidi sospesi che sedimentano. Le acque di vegetazione possono essere considerate esenti da microrganismi e virus patogeni.

Sanse

Le sanse sono il sottoprodotto solido della lavorazione delle olive e, a seconda della tecnologia di estrazione adottata, variano i quantitativi prodotti. In generale le sanse, indipendentemente dal processo di estrazione dell’olio, hanno una composizione simile, mentre le maggiori differenze riguardano l’umidità residua che può variare a seconda del metodo di estrazione, con una percentuale del 25-30% negli impianti tradizionali a pressione, del 48-54% negli impianti a 3 fasi e fino al 58-62% in quelli a due fasi. Le sanse vergini provenienti dai sistemi tradizionali e da quelli in continuo sono ancora ricche di olio e pertanto vengono inviate ai sansifici dove viene estratto l’olio residuo in esse contenuto. Il processo prevede una fase di essiccazione della sansa al 5-12%, estrazione con esano e distillazione (per recuperare il solvente) e raffinazione dell’olio (per renderlo commestibile). In questi ultimi anni la produzione dell’olio di sansa si è molto ridotta per motivi economici (poco remunerativa) e normativi. Dalla sansa prodotta con i sistemi tradizionali a pressione si ha un recupero di olio del 6-7% e solo del 4-5 % da quelli continui a tre fasi. La sansa esausta, sottoprodotto della lavorazione dell’olio di sansa, ha un aspetto granulare e può essere utilizzata come combustibile o per usi marginali, così come il nocciolino, che viene utilizzato come combustibile, ma anche in ebanisteria e nella fabbricazione di vernici. Con il sistema a due fasi, chiamato anche ecologico, in quanto riduce il consumo di acqua, non viene prodotta acqua di vegetazione, ma solo una sansa umida con peculiari caratteristiche chimico-fisiche che la rendono diversa dalla tradizionale sansa vergine. Infatti ha un pH debolmente acido, un’elevata concentrazione di materiale organico (soprattutto fibre) ed è ricca in potassio e ovviamente in olio e polifenoli. Le sanse umide hanno un forte odore e sono di consistenza molle, fatto che rende difficile il loro trasporto, dato che risultano difficilmente palabili e richiedono cassoni stagni. La loro utilizzazione nei sansifici è problematica a causa dei costi del processo di essiccamento per ridurre l’umidità eccessiva all’8%, prima dell’estrazione. Non meno importante è il fatto che le alte temperature utilizzate per l’essiccamento possono ridurre la qualità dell’olio. A questo si aggiunge anche un’elevata concentrazione di carboidrati che può provocare danni agli impianti. Molti sono gli studi, effettuati e in corso, e le proposte per lo smaltimento di questi sottoprodotti. Lo smaltimento diretto sul terreno causa importanti sbilanci nutrizionali che possono modificare il ciclo dell’N nel terreno, a causa dell’elevato rapporto C/N. Oltre all’essiccamento, tuttavia, due sono le linee principali per lo smaltimento delle sanse umide: la prima è la combustione per la produzione di energia e la seconda è il trattamento biologico, utilizzando processi di compostaggio. – Produzione di energia: esistono impianti per la separazione del nocciolo dalle altre componenti, da cui è possibile ottenere una biomassa combustibile e utilizzabile secondo la legislazione vigente. Ha un potere calorico relativamente elevato (400 kcal/kg). – Compostaggio: come per le acque di vegetazione è una delle principali tecnologie per il riciclaggio delle sanse. – Estrazione di composti a elevato valore aggiunto: idrossitirosolo, tirosolo, oleuropeina e acido caffeico possono essere estratti e utilizzati nell’industria farmaceutica, cosmetica e alimentare.

Compostaggio

Il processo, dinamico e complesso, è utile per la produzione di sostanza ammendante e condizionante per uso agricolo e orticolo e anche per lo smaltimento dei fanghi di depurazione delle acque. L’uso di questo sottoprodotto può avere effetti molto positivi per migliorare la fertilità del terreno e ridurre i processi di erosione, chiudendo il ciclo reflui-risorse. Per la loro composizione i sottoprodotti della lavorazione olearia possono essere considerati un ottimo materiale di partenza per ottenere compost di qualità. Il processo di compostaggio può essere suddiviso in quattro fasi. – I Fase. Viene definita mesofila (10-42 °C) ed è caratterizzata da un’elevata crescita microbica (soprattutto batteri) a spese delle sostanze organiche, che vengono ossidate provocando un aumento della temperatura. Può durare da poche ore a due giorni. – II Fase. Viene definta termofila (45-71 °C). La temperatura aumenta notevolmente e agisce come fattore igienizzante nei confronti di microrganismi patogeni e semi di piante infestanti. In questa fase, che si svolge in condizioni termofile, con intensi processi degradativi a carico del materiale organico, si raggiungono temperature elevate ed è quindi necessario aerare opportunamente la massa, sia per fornire l’ossigeno necessario alle reazioni ossidative sia per drenare l’eccesso di calore dal sistema. In relazione alle caratteristiche della matrice, la fase di biossidazione può avvenire in cumuli (con o senza rivoltamenti e con o senza aerazione forzata), oppure in sistemi complessi (bioreattori), per una durata di 21-28 giorni nel caso di cumuli rivoltati o di 14-16 giorni nel caso di bioreattori. – III Fase. Viene definita fase di raffreddamento e maturazione, in cui si completano i fenomeni degradativi e intervengono le reazioni di sintesi delle sostanze umiche. In questa fase la temperatura cala lentamente fino ad arrivare ai valori della temperatura ambiente, l’umidità si riduce a valori del 25% e il pH da circa 4,5-4,7 si stabilizza a 7,5-8,0. L’incremento del pH è una conseguenza della degradazione di composti acidi con gruppi carbossilici e fenolici e della mineralizzazione di composti organici, come per esempio proteine, aminoacidi e peptidi, a composti inorganici. La durata è di almeno 45 giorni, con una minore esigenza di ossigeno e di drenaggio di calore, e quindi le operazioni di rivoltamento sono più dilazionate. – IV Fase. Viene definita di maturazione e stabilizzazione, in cui i composti più difficilmente utilizzabili, come la cellulosa, le emicellulose e la lignina, vengono degradati e trasformati in sostanze umiche principalmente da basidiomiceti. Al termine del compostaggio si può osservare una notevole degradazione del materiale organico, soprattutto per quanto riguarda i composti fenolici, con riduzioni dal 70 al 100%. Vi è anche un notevole decremento nel contenuto di lipidi tra il 60 e il 75% e del rapporto C/N, che da valori iniziali di 40-45 si può abbassare a valori al di sotto di 20. Un compost di buona qualità presenta un valore di C/N di 20-25, comunque inferiore a 30. I microrganismi presenti devono essere numerosi e attivi, contribuendo a rendere solubili e liberare gli elementi minerali e alla produzione di sostanze biologicamente attive. Il compost maturo ha l’aspetto di terriccio scuro, con un tipico odore di terra di sottobosco, dovuto alla presenza di geosmina, composto prodotto dagli attinobatteri. Tenuto conto del suo stato liquido, durante il processo di compostaggio l’acqua di vegetazione deve essere distribuita nel tempo su un substrato solido. In genere possono essere utilizzati tutti gli scarti agricoli, come paglia di grano, stocchi di mais e scarti di cotone addizionati con fonti di azoto (urea, pollina, fanghi). Il compost pronto che si ottiene in 3-4 mesi può essere utilizzato per orti, giardini e in pieno campo in pre-semina. Il compost maturo (5-6 mesi), di elevata stabilità, ma minore effetto concimante, trova utilizzo come ammendante in pieno campo, o come terriccio nel florovivaismo. Infatti il compost proveniente da materie prime vegetali e/o in combinazione con altri sottoprodotti costituisce un buon ammendante organico, molto utile ai fine del recupero e della conservazione della fertilità dei suoli agrari, sempre più compromessa da fenomeni di erosione e mancato reintegro di sostanza organica. Inoltre contiene molecole biologicamente attive che possono inibire microrganismi patogeni e la sua aggiunta ai terreni può migliorare le caratteristiche di soppressività del suolo nei confronti di numerosi fitopatogeni. I limiti di accettabilità di un compost sono stati fissati dalla legge 748/1984 modificata dai decreti 27 marzo 1998 e 3 novembre 2004.


Coltura & Cultura