Tecniche di estrazione per l’Economia Circolare

a cura del Dott. Isidoro Garrella

La popolazione umana è in costante crescita; si stima che nel 2050 sarà necessario sfamare oltre nove miliardi di persone. Gli attuali sistemi adottati nell’ambito delle produzioni alimentari hanno evidenziato notevoli criticità, causando gravi crisi ambientali e sociali.

Se da un lato questo tipo di produzione alimentare viene tollerato proprio per soddisfare la crescente domanda globale di cibo, dall’altro è sempre più evidente che il modo in cui viene prodotto minaccia la nostra salute e quella degli ecosistemi.

Uno degli aspetti più drammatici dell’attuale sistema alimentare è rappresentato dallo spreco del cibo. Lo spreco alimentare è un fenomeno complesso, le cui cause dirette o indirette sono molteplici e concomitanti.

In aggiunta, la pandemia causata dal COVID-19, ha acuito la crisi economica, sociale e sanitaria destando particolare preoccupazione per la sicurezza alimentare soprattutto nei paesi con i più alti livelli di povertà, incrementandone le disuguaglianze rispetto ai paesi più ricchi del pianeta.

E’ necessario dunque affrontare e contrastare le ricadute della pandemia sulla sicurezza alimentare non solo nel breve periodo ma anche in un’ottica di medio e lungo termine, sviluppando delle strategie utili a limitare, con urgenza, il fenomeno dello spreco alimentare.

Trasformare la catena alimentare seguendo i criteri dell’economia circolare consentirebbe non solo di evitare sprechi di cibo, ma anche di fare passi in avanti concreti verso la realizzazione degli obiettivi di sviluppo sostenibile.

Il raggiungimento di tale obiettivo prevede non solo la rigenerazione dei materiali e la creazione di catene di approvvigionamento più corte ma anche l’impiego di nuove tecnologie e la consapevolezza che gli scarti alimentari sono a tutti gli effetti una risorsa. Gli scarti alimentari rappresentano infatti una fonte di sostanze ad alto valore aggiunto che possono essere impiegate come additivi nelle produzioni nutraceutiche, trasformati in fertilizzanti organici e, in ultima analisi, destinati alla produzione di biocarburanti.

I settori agricolo ed agro-industriale rappresentano indubbiamente le colonne portanti dell’economia italiana; molti sono i prodotti alimentari tipici, base della nostra cultura e tradizione alimentare, che si possono prestare a diventare modello di sfruttamento a ciclo chiuso, volto a potenziare la qualità degli alimenti recuperando sottoprodotti e scarti. Del resto, l’industria italiana delle conserve vegetali rappresenta il 18% dell’intera produzione mondiale di settore.

Un tipico esempio è rappresentato dall’industria dei derivati del pomodoro; durante la lavorazione di questi ultimi si ricavano rifiuti solidi costituiti da scarti di cernita, materiale vegetale estraneo e soprattutto da semi e bucce. E’ possibile rivalutare questi scarti mediante il recupero di prodotti quali oli e pigmenti (licopene e β-carotene) ad alto valore aggiunto che possono essere utilizzati come semilavorati nell’industria alimentare. L’olio presente nei semi rappresenta circa il 36% della materia secca ed è caratterizzato da un’elevata concentrazione di pigmenti ed acidi grassi essenziali.

Come accennato in precedenza, lo sviluppo di nuove tecnologie, principalmente nell’ambito delle estrazioni da matrici vegetali, rappresenta un aspetto fondamentale nell’ambito dell’economia circolare.

Le principali tecniche di estrazione attualmente impiegate a livello industriale, ad eccezione dei sistemi meccanici a bassa resa quali la pressatura, prevedono l’impiego di solventi organici (idrocarburi, alcoli, solventi clorurati, etc.).

I solventi organici, pur assicurando un’efficienza elevata in termini di resa estrattiva, comportano una serie di inconvenienti; nella maggior parte dei casi essi sono tossici o nocivi per l’uomo, sono infiammabili, ad alto impatto ambientale e soprattutto danno luogo a rifiuti speciali, quali matrice esausta satura del solvente impiegato e residui di quest’ultimo negli estratti.

Di conseguenza le estrazioni con solvente, pur consentendo un recupero di sostanze di alto valore aggiunto dagli scarti derivanti dalle produzioni alimentari al tempo stesso generano essi stessi rifiuti pericolosi che richiedono ulteriori trattamenti a discapito della filosofia che prevede di operare in modo tale da favorire la realizzazione degli obiettivi di sviluppo sostenibile.

Una valida alternativa alle tradizionali tecniche di estrazione che non contrasta i criteri di Economia Circolare potrebbe essere fornita da una recente innovativa tecnica di estrazione, oggetto di brevetto italiano: Dispositivo e procedimento di estrazione solido-liquido ad alta efficienza (Brevetto del Dr. Garella Isidoro, n.0001396896 C.C.I.A.A. Di Firenze).

Tale tecnica consiste in un dispositivo estrattore ad alta efficienza e nel relativo procedimento di estrazione, ottimizzato per la separazione sia di sostanze grasse sia di sostanze idrofiliche da matrici vegetali che consente di ovviare alle problematiche precedentemente esposte.

Il metodo prevede l’impiego di idrofluorocarburi (HFC) in alternativa all’impiego dei solventi organici normalmente utilizzati nei processi di estrazione.

Gli HFC come ad esempi l’R134a, non sono né nocivi né tossici nè infiammabili; inoltre, essendo gli HFC gassosi nelle normali condizioni di utilizzo, possono essere facilmente allontanati sia dall’estratto sia dalla matrice esausta; di conseguenza tale tecnologia non comporta problemi di inquinamento dei residui di lavorazione e quindi di smaltimento degli stessi con conseguente basso impatto ambientale.

Questa innovativa tecnologia di estrazione opera utilizzando HFC allo stato liquido a temperatura ambiente o sub-ambiente, evitando in tal modo spiacevoli fenomeni di degradazione termica delle sostanze estratte fornendo in tal modo estratti di qualità superiore. Inoltre, sfruttando opportunamente il passaggio di stato da liquido a gas e viceversa, la tecnologia proposta consente di operare con una quantità di solvente molto ridotta, paragonabile alla massa della matrice vegetale da trattare, che viene continuamente rigenerata durante il processo estrattivo e totalmente recuperata al termine dello stesso.

In sostanza, la possibilità offerta da tale innovativa tecnologia di estrazione di recuperare, sia dalla matrice esausta sia dall’estratto, la totalità del solvente impiegato nel processo, completamente rigenerato ed assicurando al contempo un’estrazione esaustiva di sostanze di elevata qualità ed in tempi brevi, si sposa perfettamente con i criteri fondamentali di Economia Circolare e Sviluppo Sostenibile.

Dott. Isidoro Garrella –  Chimico