Gli ultrasuoni: L’origine gli ultrasuoni vengono generati per mezzo di materiali con particolari



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24.01.2018
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GLI ULTRASUONI: L’ORIGINE

  • Gli ultrasuoni vengono generati per mezzo di materiali con particolari

  • caratteristiche meccanico-elettriche, i materiali piezoelettrici. Questi

  • particolari materiali, come ad esempio il quarzo, hanno la caratteristica

  • di generare una differenza di potenziale se compressi o stirati in senso

  • trasversale, quando cioè sono sottoposti ad una deformazione meccanica.

  • Questa loro particolare caratteristica (piezoelettricità) viene sfruttata per

  • generare queste onde meccaniche sopra il campo dell'udibile umano

  • (ultrasuoni). La piezoelettricità (la parola deriva dal greco, comprimere,

  • premere) è quindi la proprietà di alcuni cristalli di generare una differenza di

  • potenziale quando sono soggetti ad una deformazione meccanica, con effetto

  • reversibile, e rappresenta la chiave di accesso per l’emissione degli ultrasuoni.

  • La più comune applicazione, ben nota a tutti, riguarda i normali accendigas da

  • cucina nei quali un cristallo, sottoposto manualmente a pressione tramite un

  • tasto, fa scoccare una scintilla senza utilizzare pile di alimentazione.



LE CARATTERISTICHE

  • Gli ultrasuoni sono onde meccaniche sonore. A differenza dei fenomeni acustici

  • propriamente detti, le frequenze che caratterizzano gli ultrasuoni sono superiori

  • a quelle mediamente percepite da un orecchio umano. La frequenza utilizzata

  • convenzionalmente per differenziare le onde soniche da quelle ultrasoniche è

  • fissata in 20 kHz. Il termine ultrasuono indica quindi chiaramente ciò che è al di

  • (ultra) del suono, identificando così le onde sonore non udibile dall’uomo.

  • Come ogni altro tipo di fenomeno ondulatorio gli ultrasuoni sono soggetti a

  • fenomeni di riflessione, rifrazione e diffrazione e possono essere definiti

  • mediante parametri quali la frequenza, la lunghezza d'onda, la velocità di

  • propagazione, l'intensità (misurata in decibel). E’ a tutti noto come altri animali,

  • al contrario dell’uomo, abbiano invece la capacità di percepire queste onde; tra

  • questi i cani (per i quali sono in commercio appositi fischietti di richiamo agli

  • ultrasuoni); i delfini e le balene che li usano addirittura per comunicare tra loro,

  • i pipistrelli che li usano per vedere gli ostacoli mentre volano di notte, ed altri

  • ancora.



LE APPLICAZIONI

  • In natura vengono utilizzate apparecchiature professionali, denominate

  • derattizzatori ad ultrasuoni, che generano un vero e proprio stress psicofisico su

  • alcuni animali, come topi e ratti, senza tuttavia ucciderli; vengono costretti ad

  • abbandonare un luogo precedentemente occupato, diventato per loro ostile.

  • Importanti applicazioni sono quelle che riguardano il campo meccanico, come la

  • saldatura di materiali plastici ed il controllo non distruttivo; la saldatura di

  • materiali plastici per mezzo di ultrasuoni viene spesso utilizzata quando sia

  • richiesta qualità estetica e al tempo stesso velocità di esecuzione.

  • Assai incisiva per qualità e resa risulta l’applicazione per la pulizia di piccoli

  • oggetti anche in campo medico chirurgico. Sempre in questo settore l’impiego

  • degli ultrasuoni è finalizzato alle Ecografie (o ecotomografie), che rappresentano

  • l’esame di base o di filtro rispetto a tecniche più complesse come la TAC, la

  • Risonanza Magnetica, ecc., evitando radiazioni ionizzanti.



L’ESTRAZIONE AD ULTRASUONI

  • L’estrazione ad ultrasuoni, conosciuta ed applicata da alcuni decenni in campo

  • alimentare, si basa sulla trasmissione di vibrazioni con frequenza elevatissima,

  • compresa tra 20.000 e 40.000 al secondo. Poiché la caratteristica chimico-fisica

  • che identifica le onde luminose, sonore, ed anche gli ultra-suoni è la “”,

  • “lunghezza d'onda per definizione”, a seconda della  impiegata si ottengono

  • determinati risultati. Il tempo di estrazione va da un minimo di 20 minuti ad un

  • massimo di un’ora a seconda del tipo di pianta da trattare: foglie, fiori,

  • frutti, ecc. o cortecce e radici più o meno legnose.

  • In ogni caso occorre prima effettuare una macinazione per ottenere particelle

  • vegetali della dimensione di circa 3 / 5 mm.; la ricerca ha dimostrato che

  • questa è la dimensione ottimale per realizzare una estrazione totale nei tempi

  • prestabiliti. Questa alta tecnologia consente di ottenere estratti liposolubili ed

  • idrati con la stessa facilità e con gli stessi tempi utilizzati per i tipi idroalcolici,

  • idroglicerici, glicolici.



Inoltre, avendo la necessità di preparare un fitoestratto composto da vegetali

  • Inoltre, avendo la necessità di preparare un fitoestratto composto da vegetali

  • diversi (fitocomplesso), è possibile effettuare un’unica estrazione del mix

  • frantumato anziché fare singole estrazioni e miscelare successivamente i liquidi

  • ottenuti. Varie ricerche e controlli analitici qualitativi e quantitativi effettuati

  • presso laboratori specializzati, università, istituti politecnici, hanno ampiamente

  • dimostrato che la tecnica ad ultrasuoni realizza un’estrazione totale, completa

  • sia per quanto riguarda i principi attivi di base contenuti nella materia prima

  • trattata, che per quelli così detti secondari, non meno importanti. La lavorazione

  • viene sempre fatta a freddo, a temperatura ambiente, con un liquido di supporto

  • selezionato preventivamente in base all’estratto da ottenere: idrosolubile, lipolico,

  • idroalcolico, ecc. L’aumento di temperatura al termine dell’estrazione non supera

  • i 2-3 gradi; ciò consente di evitare anche la possibile caramellizzazione dei

  • componenti zuccherini naturalmente presenti nelle materie prime vegetali.

  • Nelle figure seguenti sono riportati due diagrammi ed alcune apparecchiature, da

  • laboratorio ed industriali, per l’estrazione ad U.S. e la concentrazione.











ESTRATTORE AD U.S. CAPACITA’ 30 LITRI



ESTRATTORE AD U.S. CAPACITA’ 150 LITRI



IMPIANTO INDUSTRIALE DI ESTRAZIONE AD U.S.



CENTRIFUGA PER SEPARAZIONE SOLIDO - LIQUIDO



CONCENTRATORE EVAPORATORE A POMPA DI CALORE



SCHEMA D’INSTALLAZIONE DI UN CONCENTRATORE



VANTAGGI DELL’ESTRAZIONE AD ULTRASUONI

  • I vantaggi ottenuti dall’estrazione ad U.S. si possono così riassumere:

  • * estratti ottenuti da erbe, piante, droghe, spezie, frutta, esclusivamente

  • naturali e completi di tutte le loro proprietà organolettiche e di tutti i loro

  • principi attivi, non a caso la parte solida finale della lavorazione viene

  • definita “ esaurita “;

  • * caramellizzazione delle parti zuccherine naturalmente contenute nelle

  • materie prime usate completamente evitata, così come gli altri inconvenienti

  • che si riscontrano in prodotti analoghi concentrati a temperature più

  • elevate;

  • * possibilità di estrazione con qualsiasi tipo di liquido di supporto, compresa

  • l’acqua, a seconda del prodotto da trattare;

  • * velocità elevatissima di estrazione e collegamento con quadri di comando

  • elettronici con conseguente risparmio di energia e mano d’opera;



* abbattimento della carica batterica nel prodotto finale, grazie ad una

  • * abbattimento della carica batterica nel prodotto finale, grazie ad una

  • discreta attività antibattericida esercitata dagli ultrasuoni emessi;

  • * possibilità di effettuare un’unica estrazione di un mix di vegetali,

  • precedentemente dosati e frantumati, indipendentemente dalla loro origine

  • e dalle loro caratteristiche organolettiche, col conseguente ottenimento di

  • fitocomplessi perfettamente omogenei ed in sinergia tra loro;

  • * riciclaggio del vegetale esaurito tramite il suo utilizzo nel settore agricolo,

  • con formazione di concime organico assolutamente naturale o addirittura

  • biologico, nel caso in cui sia biologico il materiale di partenza;

  • * omologazione del processo di estrazione ad ultrasuoni per la Certificazione

  • Biologica, sia nel campo alimentare che cosmetico.

  • Qui di seguito vengono riportati due modelli di schede: tecniche, la prima di

  • lavorazione e la seconda per il controllo chimico-fisico dell’estratto ottenuto.





 

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UN BREVE CENNO AGLI ACIDI DI FRUTTA PRODOTTI CON GLI U.S.

  • Gli acidi di frutta, chiamati comunemente A.H.A. (alfa idrossiacidi), nascono

  • verso la fine degli anni ’70, con la scoperta che la maggior parte della frutta

  • contiene una notevole quantità di acidi organici (citrico, lattico, malico, ecc).

  • Dopo quasi vent’anni le formulazioni dei prodotti cosmetici agli acidi di frutta,

  • ed in particolare le creme, si sono moltiplicate, promettendo spesso risultati

  • miracolosi al solo scopo commerciale. Ma, quel che è peggio, troppe volte Ditte

  • anche di prestigio hanno impiegato questi ingredienti in percentuali talmente

  • basse da rendere nullo il loro effetto.

  • Gli acidi di frutta, prodotti con la tecnologia di estrazione ad U.S., sono il

  • risultato di una lunga ricerca e sperimentazione su vasta scala, e rappresentano

  • una vera e propria svolta sia per il ciclo di lavorazione, sia per la loro

  • composizione qualitativa e quantitativa, sia per la possibilità di ottenerne la

  • Certificazione Biologica se le materie prime di partenza sono di origine

  • biologica.



Le varietà di frutta e ortaggi variano da 7 a 8 (e non 4 o 5 come in quelli

  • Le varietà di frutta e ortaggi variano da 7 a 8 (e non 4 o 5 come in quelli

  • industriali). Fermo restando l’impiego del pomodoro possibilmente

  • maturo, prodotto di base per queste ricette, esse comprendono una vasta

  • gamma di frutti selezionati a seconda delle stagioni, onde utilizzare

  • sempre la materia prima fresca.

  • La scelta di utilizzare sempre il fresco, scelta peraltro assai complicata in

  • quanto legata alla disponibilità stagionale, arricchisce il prodotto finale

  • in quanto restano integre tutte le proprietà contenute all’origine; si può

  • così utilizzare tutto, polpa e buccia, cioè il vegetale in toto.

  • Si ottengono così acidi di frutta ricchi di Vitamine, Carboidrati, Proteine e

  • Fibre vegetali, privi di aggiunta di acidi organici di sintesi, senza alcool e

  • conservati, tramite l’impiego di un ingrediente alimentare ad elevata

  • acidità ideato e prodotto esclusivamente da una nota Azienda toscana.

  • Seguono alcune composizioni di vegetali freschi dalle quali si evince

  • chiaramente la diversità percentuale a seconda della loro tipologia .



ALCUNE COMPOSIZIONI PERCENTUALI

  • Pomodori maturi

  • 94% di acqua, proteine 1%, lipidi 0,2%, zuccheri solubili 3,5%,

  • vitamina A mcg 610 %, vitamina C mg 25%, fibre totali 2%, carboidrati 3,5%

  • Pomodori verdi

  • 94,2% di acqua, proteine 1,2%, lipidi 0,2%, zuccheri solubili 2,8%,

  • vitamina A mcg 42%, vitamina C mg 21%, fibre totali 1%, carboidrati 2,8%

  • Limoni

  • 89,5% di acqua, proteine 0,6%, lipidi 0 %, zuccheri solubili 2,3%,

  • vitamina C 50%, fibre totali 1,9%, carboidrati 2,3%

  • Limoni succo

  • 92,5% di acqua, proteine 0,2%, lipidi 0 %, zuccheri solubili 1,4%,

  • vitamina C 43%, fibre totali 0%, carboidrati 1,4%

  • Prugne rosse

  • 87,5% di acqua, proteine 0,5%, lipidi 0,1%, zuccheri solubili 10,5%,

  • fibre totali 1,6%, carboidrati 10,5%

  • Tutti i valori sono espressi in g, tranne le vitamine in mg e mcg..

  • Fonte INRAN (Istituto Nazionale di Ricerca per gli Alimenti e la Nutrizione)





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