ITMO20130300A1 - Metodo ed impianto per la estrazione di licopene dal pomodoro - Google Patents

Metodo ed impianto per la estrazione di licopene dal pomodoro

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ITMO20130300A1
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Description

D E S C R I Z I O N E
Campo di applicazione
L'invenzione riguarda un metodo ed un impianto per la estrazione naturale del licopene dal pomodoro, precisamente da una linea di lavorazione del pomodoro, generalmente utilizzabile per ricavare rilevanti quantità di licopene in rapporto ai volumi di pomodori trattati negli impianti di lavorazione per la produzione di prodotti derivati del pomodoro.
Stato della Tecnica
E' noto che il licopene è un carotenoide predominante nel plasma umano nel quale le concentrazioni variano da 0,22 a 1,06 nmoli/ml.
In generale, i carotenoidi sono degli efficaci antiossidanti, grazie alla loro capacità di eliminazione di radicali liberi.
Tra questi carotenoidi, il licopene in particolare ha una attività di prevenzione dei tumori.
Tipicamente, la maggiore fonte dietetica di licopene è rappresentata dal pomodoro e dai suoi derivati, nei quali a seconda del grado di maturazione, è presente in circa il 60% del contenuto totale di carotenoidi.
La estrazione del licopene avviene attualmente in impianti appositamente predisposti per questo scopo e secondo tre tecniche principali che consentono di ottenere rispettivamente licopene sintetico oppure licopene naturale oppure ancora licopene biologico.
Questo stato della tecnica ha alcuni inconvenienti. Un primo inconveniente consiste nel fatto che l'estrazione di licopene avviene con l'impiego di solventi .
Un secondo inconveniente consiste nel fatto che secondo le due prime tecniche, la estrazione del licopene avviene con metodi ed impianti che hanno un elevato impatto ambientale e che permettono di ottenere licopene ad una alta concentrazione, tuttavia rendendolo non adatto al consumo umano diretto.
Inoltre, il licopene così ottenuto risulta anche di facile degradabilità ed insolubile in soluzione acquosa e per questa ragione deve essere diluito con lipidi, conservanti oppure altri composti chimici esogeni.
Un terzo inconveniente consiste nel fatto che nella tecnica di estrazione di licopene naturale è necessario utilizzare come solvente di estrazione anidride carbonica ad alta pressione, circa 73 bar, ed avere a disposizione, come ricordato in precedenza, uno specifico impianto di estrazione il cui costo si deve sommare a quello degli altri impianti convenzionali per la lavorazione del pomodoro per ottenerne i derivati, aggravando i costi complessivi di estrazione del licopene.
Presentazione dell'invenzione
Scopo dell'invenzione è quello di migliorare la tecnica nota.
Un altro scopo dell' invenzione è mettere a disposizione un metodo ed un impianto per la estrazione del licopene dal pomodoro che permettano di ottenere elevate quantità di licopene senza 1'impiego di solventi o altre sostanze chimiche.
Un ulteriore scopo dell' invenzione è mettere a disposizione un metodo ed un impianto per la estrazione del licopene dal pomodoro che permettano di ottenere licopene che sia non facilmente degradatile ed utilizzabile per il consumo umano.
Un altro scopo dell'invenzione mettere a disposizione un metodo ed un impianto per la estrazione del licopene dal pomodoro che abbiano costi sensibilmente ridotti rispetto a quelli degli impianti noti.
Secondo un aspetto dell'invenzione è previsto un metodo per la estrazione del licopene dal pomodoro, in accordo con le caratteristiche della rivendicazione 1. Secondo un altro aspetto dell'invenzione è previsto un impianto per la estrazione del licopene dal pomodoro, in accordo con le caratteristiche della rivendicazione 8.
L' invenzione permette di ottenere i seguenti vantaggi :
estrarre il licopene in quantità rilevanti direttamente da un impianto di lavorazione del pomodoro;
- ottenere licopene senza l'impiego di solventi;
- ridurre i costi degli impianti di estrazione del licopene ;
ottenere un licopene che non sia facilmente degradatile e che sia solubile in acqua;
- utilizzare impianti di estrazione di licopene che non abbiano impatti ambientali elevati.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata di una forma di attuazione preferita, ma non esclusiva, di un metodo ed un impianto per la estrazione del licopene dal pomodoro, illustrata a titolo di esempio non limitativo nelle unite tavole di disegno in cui:
la FIG. 1 è uno schema a blocchi di un impianto di lavorazione del pomodoro in cui è inserita la stazione di estrazione di licopene secondo l'invenzione;
la FIG. 2 è una vista schematica di un impianto che forma una stazione di estrazione di licopene;
la FIG. 3 è uno schema a blocchi che mostra le fasi di funzionamento della stazione di estrazione di Figura 2.
Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione Con riferimento alla figura 1, con 1 è indicata nel complesso una stazione di estrazione di licopene, di seguito brevemente linea 1.
La stazione di estrazione 1, può essere inserita sia lungo una linea per la produzione di concentrato di pomodoro, indicata complessivamente con 2, sia lungo una linea per la produzione di pomodori pelati, indicata complessivamente con 3.
In dettaglio, la linea 2 per la produzione di concentrato, di seguito brevemente linea 2, comprende una stazione 2a di ricevimento del pomodoro raccolto nei campi di coltivazione a cui segue una stazione di selezione 2b.
Dopo che il pomodoro è stato selezionato, passa ad una stazione di triturazione 2c che lo trasforma in pezzi di qualche millimetro; successivamente passa ad una stazione di inattivazione enzimatica 2d nella quale viene riscaldato per favorire la separazione delle pelli dalla polpa.
Da quest'ultima, il pomodoro viene inviato ad una stazione di raffinazione 2e nella quale avviene la separazione della polpa dalle pelli e dai semi, per mezzo di una centrifugazione attraverso setacci con maglie di calibro prestabilito.
Dopo la raffinazione, il pomodoro passa ad una stazione di concentrazione 2f, nella quale viene eliminata la componente acquosa facendola evaporare sottovuoto, fino al raggiungimento della concentrazione desiderata, ed infine viene inviato ad una stazione finale di confezionamento 2g.
Lungo questa linea 2, può essere prevista in derivazione la stazione 1 per la produzione di licopene, posizionandola sia tra le stazioni di triturazione 2c e di inattivazione enzimatica 2d, sia tra quest' ultima e la stazione di raffinazione 2e, sia ancora in collegamento diretto con la stazione di disattivazione enzimatica 2d, come indicato con le frecce 100, 101, 102.
La persona esperta comprende che le stazioni di lavorazione sono collegate tra di loro con linee di collegamento che sono schematizzate nelle Figure con linee continue nelle quali l'orientamento delle frecce indica la successione dei passi di lavorazione del pomodoro.
Come si nota, dalla stazione 1 esce anche una linea 103 che serve per il ritorno di prodotto derivato dalla estrazione di licopene alla stazione di inattivazione enzimatica 2d, come verrà descritto più avanti.
La linea 3 per la produzione di pomodori pelati, di seguito brevemente linea 3, comprende, come nel caso della linea 2, una stazione di ricevimento del pomodoro raccolto nei campi di coltivazione a cui segue una stazione di selezione 3b.
A valle di quest'ultima, è prevista una stazione di scottatura 3c nella quale il pomodoro viene riscaldato per favorire la separazione delle pelli dalla polpa in una successiva stazione di pelatura 3d, che può essere meccanica oppure termofisica.
In dettaglio, la separazione termofisica avviene introducendo il pomodoro scottato in camere in pressione nelle quali sono introdotti getti di vapore e di acqua surriscaldata e successivamente introducendo il pomodoro in una macchina sottovuoto che crea un evaporazione istantanea che fa distaccare le pelli dalla polpa.
Dopo questa stazione di pelatura 3d il pomodoro passa in una successiva stazione 3e di eliminazione delle pelli distaccate che sono raccolte in una stazione di raccolta 3h derivata.
Dopo il passaggio nella stazione 3e, il pomodoro passa ad una successiva stazione di ispezione 3f nella quale viene controllato visivamente ed infine inviato in una stazione di confezionamento 3g finale oppure di ulteriori lavorazioni, come, ad esempio, cubettatura o polpatura .
In questa linea 3, la stazione 1 è posta in collegamento con la stazione di raccolta 3h, da cui riceve le pelli separate dalla polpa del pomodoro e tutti gli scarti della linea di pelatura e cubettatura e nei quali è presente la maggiore concentrazione di licopene.
Con riferimento alla Figura 2, si nota in dettaglio che la stazione 1 comprende una linea di alimentazione di pomodoro, indicata con 10 che a sua volta può ricevere il pomodoro, come detto in precedenza, sia dalla linea 2, sia dalla linea 3, sia ancora direttamente da una linea di raccolta 11 del pomodoro fresco sulla quale è montato un mulino trituratore 12.
Sia sulla linea 10, sia sula linea 11 sono montate due rispettive pompe PM1 e PM2 che servono per spingere il pomodoro lungo le linee di lavorazione.
La linea 10 confluisce in un mulino 13, normalmente un mulino colloidale, che provvede a triturare ancor più finemente il pomodoro.
Tuttavia, nel caso in cui il pomodoro sia già in uno stato sufficientemente triturato a monte del mulino colloidale 13, è possibile by-passarne l'intervento per mezzo di una linea di by-pass 14 controllata da valvole V4, V5, V6 destinate a regolare il passaggio del pomodoro alternativamente attraverso il mulino 13 colloidale oppure lungo la linea di by-pass 14.
La linea 10, a valle del mulino 13 entra in uno scambiatore di calore 15 nel quale il pomodoro in poltiglia viene riscaldato oltre i 100°C, in modo tale da generare uno stato di ebollizione tale da trasformarsi in uno stato schiumoso all'interno del silo 17.
Attraverso una linea 16 di uscita, la poltiglia di pomodoro allo stato liquido e in ebollizione viene spinta all'interno di un silo 17 di raccolta e di decantazione, per mezzo di una ulteriore pompa PI.
All'interno di questo silo 17 avviene una decantazione che determina la separazione tra uno strato di poltiglia che ha densità maggiore, indicato con SI ed uno strato che ha densità minore, indicato con S2 il quale è ricco di licopene e, naturalmente, galleggia sullo strato SI.
Lo strato S2 viene quindi prelevato dal silo 17 e, attraverso una linea di collegamento 18, è introdotto in gruppo di raffreddamento, normalmente uno scambiatore di calore 19, che lo raffredda, riportandolo ad uno stato fluido .
Questo fluido, indicato con FS2, nel quale vi è un'alta concentrazione di licopene, viene successivamente introdotto in un secondo silo 20 all'interno del quale l'atmosfera è controllata e mantenuta completamente priva di ossigeno per evitarne la ossidazione.
L'atmosfera all'interno del secondo silo 20 può anche essere addizionata con azoto e/o anidride carbonica o altro gas inerte, oppure con una miscela di questi.
Il fluido è successivamente estratto dal secondo silo 20 ed inviato a successive fasi di lavorazione per mezzo di una linea di uscita 21 e di una ulteriore pompa PM4.
Lo strato SI viene estratto dal silo 17 e re-immesso in circolazione per mezzo della linea di estrazione 22 in modo tale da creare una circolazione continua di pomodoro allo stato fluido.
Allo scopo di mantenere sostanzialmente costante il livello dello strato "SI" all'interno del silo 17, viene prelevata in continuo una quantità di quest'ultimo per mezzo di una ulteriore pompa PM3 che è posta sulla linea 103.
Il flusso di pomodoro allo stato fluido nella linea 103 viene inviato alla stazione di inattivazione enzimatica 2d della linea 2 di produzione di concentrato di pomodoro.
Vantaggiosamente, la portata della pompa PM3 è regolabile secondo necessità, in modo tale da poter controllare la corretta quantità prelevata dello strato "SI".
Con riferimento alla Figura 3, si nota lo schema a blocchi che sintetizza il metodo di estrazione di licopene nella stazione 1 di estrazione.
In dettaglio si nota la stazione di alimentazione che può essere la linea 2, la linea 3, oppure ancora la linea Questa stazione di alimentazione è collegata per mezzo della linea 10 al mulino colloidale 13 oppure alla successiva stazione di riscaldamento 15, attraverso la linea di by-pass 14.
La stazione di riscaldamento 15 è collegata sia con il silo 17 di decantazione, attraverso la linea 16, sia al ritorno in circolazione nella linea 2 attraverso la linea 103 in modo da creare un circuito in ricircolo.
Il silo 17 è a sua volta collegato con la successiva stazione di raffreddamento 19 dello strato S2 che, dopo essere passato da uno stato schiumoso ad uno stato fluido e raffreddato, è inviato alle successive stazioni di lavorazione attraverso le linee 21.
Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga gli scopi prefissati.
L'invenzione come concepita è suscettibile di modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo.
Inoltre, tutti i dettagli sono sostituibili con altri elementi tecnicamente equivalenti.
Nella attuazione pratica, i materiali impiegati nonché le forme e le dimensioni potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze, senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims (14)

  1. R IV E N D I CA Z IO N I 1 . Un metodo per la estrazione di licopene dal pomodoro caratterizzato dal fatto che comprende i passi di : - Alimentare pomodori con una linea di alimentazione (10) ottenendo pomodori alimentati; - Ridurre in poltiglia fluida detti pomodori alimentati con mezzi di triturazione (13) ottenendo una poltiglia fluida di pomodoro; - Riscaldare detta poltiglia fluida con mezzi di riscaldamento (15) trasformandola in uno stato schiumoso; - Sedimentare detta poltiglia nello stato schiumoso fino alla suddivisione in una prima massa (S2) che ha una densità minore ed una elevata concentrazione di licopene ed in una seconda massa (S1) che ha una densità maggiore.
  2. 2. Un metodo secondo la rivendicazione 1, in cui dopo detto sedimentare è previsto accumulare detta prima massa (S2) allo stato fluido in mezzi di accumulo (20) con atmosfera interna controllata.
  3. 3. Un metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto alimentare pomodori comprende alimentare pomodori scelti tra freschi e/o semilavorati.
  4. 4. Un metodo secondo la rivendicazione 1, in cui tra detto riscaldare e detto sedimentare è previsto accumulare detta poltiglia in detto stato schiumoso in una stazione di sedimentazione (17).
  5. 5. Un metodo secondo le rivendicazioni 1 e 4, in cui dopo detto sedimentare è previsto prelevare da detta stazione di sedimentazione (17) e raffreddare con mezzi di raffreddamento (19) detta prima massa (S2) fino ad uno stato fluido.
  6. 6. Un metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto riscaldare comprende riscaldare ad una temperatura uguale a/maggiore di 100°C.
  7. 7. Un metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detta atmosfera controllata è priva di ossigeno.
  8. 8. Un metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detta atmosfera controllata comprende una atmosfera di vuoto,
  9. 9. Un metodo secondo la rivendicazione 8, in cui detta atmosfera di vuoto è addizionata con azoto.
  10. 10. Un metodo secondo la rivendicazione 1, in cui comprende prelevare detta seconda massa (SI) da detta stazione di sedimentazione (17) ed inviarla a ulteriori stazioni di lavorazione e confezionamento di prodotti derivati del pomodoro.
  11. 11.Un impianto (1) per la estrazione del licopene dal pomodoro, comprendente una linea di lavorazione (2; 3) del pomodoro per ottenere prodotti derivati, detta linea di lavorazione includendo, collegate tra loro con linee di collegamento : - Almeno una stazione di alimentazione dei pomodori (2a, 2b; 3a, 3b); - Almeno una stazione di triturazione (2c) e/o scottatura (3c) di pomodori alimentati e selezionati; - Almeno una stazione di pelatura (3d) di pomodori tritati e /o scottati; - Almeno una stazione di confezionamento (2g; 3g) di prodotti derivati; caratterizzato dal fatto che comprende una stazione di estrazione (1) di licopene.
  12. 12. Un impianto secondo la rivendicazione 11, in cui detta stazione di estrazione (1) di licopene è sistemata su una linea in derivazione (100) tra dette almeno una stazione di triturazione (2c) e/o scottatura (3c) e detta stazione di confezionamento (2g; 3g).
  13. 13. Un impianto secondo la rivendicazione 11, in cui detta stazione di estrazione di licopene comprende: - Almeno una linea (10) di alimentazione di pomodoro in poltiglia; - Un dispositivo di riscaldamento (15) e di trasformazione in schiuma di detta poltiglia in cui confluisce detta linea (10) di alimentazione; - Una linea di uscita (16) da detto dispositivo di riscaldamento (15) e di collegamento con mezzi di sedimentazione (17) di detta schiuma e di separazione in due masse, una prima massa (S2) avente densità minore ed una seconda massa (SI) avente una densità maggiore; Una prima linea di collegamento (18) di detti mezzi di sedimentazione con mezzi di raffreddamento (19) e di trasformazione in fluido di detta prima massa (S2); - Una seconda linea di collegamento di detti mezzi di raffreddamento (19) e di trasformazione con mezzi di accumulo (20) con atmosfera interna controllata; e - Mezzi pompanti (PM1, Pi, PM3 , PM4) per la circolazione di dette poltiglia, schiuma, prima massa (S2) , seconda massa (SI) in dette linea di alimentazione (10) , linea di uscita (16), prima linea di collegamento (18), seconda linea di collegamento.
  14. 14.Un impianto secondo la rivendicazione 13, in cui detti mezzi di riscaldamento (15) e mezzi di raffreddamento (19) sono in forma di gruppi scambiatori di calore .
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