Il presente progetto di ricerca si propone di realizzare un sito dosimetrico completamente ingegnerizzato automatizzando la gestione delle funzioni del sistema tramite computer. Il sistema sarà completamente automatizzato e consentirà il monitoraggio e il controllo del campo elettrico, temperatura, potenza elettrica e SAR all'interno della cella GTEM. Inoltre, sarà effettuata la sperimentazione bioelettromagnetica in colture cellulari di cheratinociti umani esposte alle microonde per valutare i parametri di vitalità cellulare e della concentrazione di citochine.

Il progetto si propone di creare un prototipo di sistema di disinfestazione a microonde per la bonifica da infestanti biologici dei manufatti. Il progetto nasce dall'osservazione che molte forme biologiche infestanti non sopravvivono altre una certa temperatura che è detta: 'temperatura letale'. Si prevede l'utilizzazione dell'energia elettromagnetica a microonde, sfruttando il principio della termalizzazione dell'energia elettromagnetica, al fine di elevare la temperatura delle forme biotiche infestanti al di sopra della loro temperatura letale. Il progetto dal punto di vista tecnico-scientifico si propone di: realizzare un apparato che permetta di indurre nell'oggetto da trattare e negli agenti infestanti una distribuzione di temperatura tale da garantire che gli insetti e/o funghi vengano portati a temperature superiori a quelle per loro letali e che la temperatura della carta, della stoffa, del legno e i gradienti spaziali di questa non siano tali da produrvi deformazioni e sforzi che non possano comprometterne l'integrità; stabilire dei protocolli di trattamento accurati per ogni tipologia di manufatto; migliorare ed innovare dal punto di vista tecnologico il sistema di disinfestazione realizzato, coniugandolo con le esigenze scaturite dai protocolli di trattamento. Il progetto prevede la collaborazione, nella fase di Ricerca Industriale, dell'Istituto CNR IRL (Istituto per la Ricerca sul Legno) e del Politecnico di Bari, e nella fase di Sviluppo Precompetitivo, dell'Università di Ancona, dell'Università di Bari con la supervisione dell'Istituto Centrale per il Restauro e dell'Archivio di Stato.

Nel processo di estrazione olearia un importante punto critico di processo è rappresentato dalla fase di gramolazione, come confermato da numerosi studi svolti da diversi gruppi di ricerca nazionali ed internazionali. La gramolazione ha lo scopo, per azione meccanica e biochimica, di: · incrementare la rottura dei vacuoli cellulari contenenti l’olio dalla pasta, per mezzo del rimescolamento e dell’azione degli enzimi presenti nell’oliva; · consentire il fenomeno della coalescenza dell’olio; · determinare la diminuzione della viscosità della pasta; · consentire la formazione dei composti volatili. La poco corretta gestione della fase può comportare, però tutta una serie di aspetti negativi: · innesco di reazioni ossidative che peggiorano la qualità dell’olio; · peggioramento del gusto (es. difetto di riscaldo) · perdita di sostanze volatili · incremento dell’ossidazione · perdita dei componenti minori. A questi aspetti negativi se ne aggiungono altri legati alla discontinuità della fase, che rende discontinuo il lavoro delle centrifughe poste a valle ed alla loro notevole ingombro. È stato calcolato che mediamente le gramole utilizzano circa il 40% dello spazio totale occupato dagli impianti in un oleificio. Lo scopo della presente ricerca è di mettere a punto ed introdurre un nuovo sistema di condizionamento delle paste di olive, post-frangitura, nel ciclo di estrazione dell’olio, in grado di sostituire in toto le macchine gramolatrici, rendendo il processo continuo e riducendo a pochi minuti il passaggio della pasta dal frangitore alle centrifughe poste a valle. Le camere riverberanti (CR) alle microonde costituiscono, da qualche anno, il nuovo traguardo scientifico di utilizzazione dell’energia elettromagnetica nel settore agro-alimentare. Si basano sul riscaldamento dielettrico, dovuto al rapidissimo movimento vibrazionale delle molecole dipolari (in particolare di quelle dell’acqua, ma sono interessati anche lipidi, proteine e zuccheri) indotto dal campo magnetico alternato. Le microonde, nei processi alimentari, sono utilizzate per operazioni come cottura, essiccamento, pastorizzazione e sterilizzazione. Si pensi all’azione delle microonde nella disinfestazione di derrate alimentari di vario genere come legumi, cereali, semi in genere, etc.. Un recente studio riguardante l’uso delle tecnologia a microonde in campo alimentare, è quello condotto sulla estrazione dell’olio dalle nocciole. Il riscaldamento a microonde provoca la disgregazione del materiale, la rottura della membrana della cellula, migliorando l’efficienza di estrazione. Tuttavia applicazioni nel settore olivicolo ed in particolare alla pasta di olive per l’estrazione dell’olio, non sono state ancora sperimentate. Basandosi su questi presupposti scientifici, il presente progetto di ricerca intende esplorare come l’applicazione delle microonde alla fase di estrazione olearia della pasta di olive, può rendere l’intero processo di lavorazione delle olive più efficiente e competitivo. L’attività di studio si baserà su una prima fase di indagine di laboratorio per valutare come tale matrice alimentare, la pasta olearia, sottoposta a trattamento con microonde si trasforma in maniera da consentire una più veloce separazione ed estrazione dell’olio. Si partirà da incoraggianti e significativi risultati ottenuti dall’UNIFG sulla base di preliminari prove realizzate in laboratorio ed in frantoio, che però hanno necessità di essere approfondite, replicate, e confermate, prima di procedere con la successiva fase di progettazione del prototipo. Il dimensionamento e la progettazione dell’impianto prototipale a microonde terrà conto del fatto che il prototipo dovrà essere inserito all’interno di un impianto continuo di estrazione olearia. La macchina sarà dimensionata in modo tale da poter avere una portata di lavoro adeguata alla portata delle centrifughe dell’impianto continuo dell’azienda partner di progetto, inoltre, sarà dotato di tutti i dispositivi necessari al fine di poter modulare, a parità di portata prescelta, più livelli di salti termici e soprattutto poter variare il tempo di esposizione alle microonde. Questo consentirà di poter esplorare più condizioni di processo. In seguito si procederà con la realizzazione della macchina presso il partner Emitech e la successiva messa in opera del prototipo all’interno dell’impianto di estrazione del frantoio Cericola Emilia. Si precisa quindi che il prototipo sarà sperimentato direttamente nel frantoio in maniera da applicare la nuova tecnologia, in parallelo con il gruppo gramole già presente. La terza fase consisterà nell’avvio di un programma di prove comparative volte alla identificazione della funzionalità dell’impianto a microonde, delle performance produttive dell’impianto oleario e della qualità finale dell’olio ottenuto. A tale proposito, saranno investigati tutti i parametri analitici di base, la componente aromatica e si valuteranno i profili sensoriali degli oli ottenuti mediante Panel Test, al fine di evidenziare tutte le possibili differenze derivanti dal processo produttivo. L’attività di ricerca sarà completata da una valutazione energetica legata ai consumi elettrici delle due tecnologie, in maniera da realizzare un chiaro scenario dei vantaggi e svantaggi ottenuti mettendo a confronto le due tecnologie. Si tiene a precisare che realizzare un’attività di ricerca applicata secondo queste modalità, garantirà una serie di vantaggi: si potranno svolgere le necessarie prove sperimentali per la messa a punto dell’impianto a microonde nel contesto produttivo già esistente; si potrà avviare un “piano sperimentale comparativo” che consentirà di valutare le prestazioni di estrazione olearia con la tecnologia tradizionale (gruppo gramole) e la nuova tecnologia a microonde proposta (prototipo); si potrà valutare la cantierabilità dell’innovazione e meglio trasferire l’applicabilità dell’innovazione agli operatori della filiera. Considerando inoltre che l’obiettivo del progetto è quello di rendere nel complesso più efficiente il processo di molitura delle olive, lo studio va necessariamente realizzato all’interno di un frantoio.