A cura di Alessandro Bove

Uno dei frutti più amati della tradizione italiana è senza dubbio l’arancia. Eccellenza del settore agroalimentare della Sicilia, gode di ottime proprietà nutritive. È un frutto costituito per la maggior parte da acqua, oltre che da una grandissima quantità di elementi piuttosto interessanti, quali oli essenziali, polifenoli e vitamine.

Il succo d’arancia è diventato col tempo uno dei prodotti più utilizzati sulle tavole, praticamente in tutto il mondo, tuttavia la sua produzione a livello industriale comporta una notevole quantità di scarti, tra cui bucce e residui di polpa, che vengono poi gettati senza poter più essere riutilizzati.

Recentemente si è però trovato un metodo di recupero di composti bioattivi dal “pastazzo” d’arancio, che sfrutta un processo fluidodinamico chiamato cavitazione idrodinamica.

Cos’è la cavitazione idrodinamica?

Il fenomeno della cavitazione si verifica quando un fluido in moto vede crearsi al suo interno delle bolle di vapore che a causa dell’abbassamento di pressione del fluido implodono. Come è noto, un liquido a pressione non nulla all’interno di un recipiente tende ad instaurare un equilibrio termodinamico attraverso l’evaporazione del suo stato superficiale, che in stato gassoso esercita sullo stesso liquido una pressione nota come tensione di vapore.

Quando durante il moto, la pressione del fluido risulta essere inferiore alla tensione di vapore, si generano delle bolle meccanicamente stabili che tendono man mano ad accrescere il loro volume. Nel momento in cui però la pressione del fluido torna ad essere preponderante (caso tipico di una pompa di aspirazione, un fluido a monte della pompa è ad una pressione inferiore rispetto a valle), l’equilibrio meccanico della bolla inizia a vacillare causando una violenta implosione, che genera intense onde di pressione.

È un fenomeno facile da controllare?

La cavitazione idrodinamica non è un fenomeno facilmente controllabile. Si pensi al caso delle pompe idrauliche: esse costituiscono l’ambiente ideale per la formazione di bolle di vapore a bassa pressione, di fatti nella pratica si tende a non installare impianti di pompaggio ad altezze troppo elevate rispetto al pelo libero dell’acqua: l’implosione delle bolle comporta la formazione di veri e propri crateri sulle pale, con conseguenti perdite di efficienza e problemi relativi alla sicurezza del sistema.

Cavitazione in una pala di una pompa
Fenomeno della cavitazione sulle pale di una pompa idraulica
Credits: britannica.com

Quali sono i vantaggi nel settore alimentare?

I vantaggi non scaturiscono solo dal riutilizzo degli scarti delle arance (o comunque di altri agrumi), ma anche dalla capacità di ottenere sostanze preziose a livello biologico, come ad esempio la pectina, attraverso un processo meccanico e non chimico, per il quale si necessiterebbe di solventi artificiali; inoltre, la cavitazione idrodinamica consente di preservare la struttura a livello chimico dei composti estratti, facilitandone dunque il riutilizzo in ambito non solo alimentare ma anche farmacologico.