DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO DE LOS SUBPRODUCTOS DE LA OBTENCIÓN DE ACEITE DE OLIVA.

Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva.

Para mejor aprovechamiento de los subproductos del proceso de obtención de aceite de oliva: alperujo (orujo, y alpechín) u orujo. Comprende precalentar los subproductos en unos medios de precalentamiento (7) y de introducirlos posteriormente en un reactor (1) para un calentamiento directo con vapor de agua y/o un calentamiento indirecto a través de una pared (6) calefactora del reactor (1), acompañado de una agitación mediante unos medios de agitación (8). Posteriormente se efectúa, a través de unos medios de condensación la extracción de la fase volátil. Seguidamente se lleva a cabo mediante los medios de separación (5), una separación en tres fases: acuosa, con mayor concentración de compuestos fenólicos y libre de fangos; sólida, con menor humedad y mayor concentración de proteína, celulosa y aceite; y oleosa, con mayor concentración de compuestos minoritarios funcionales.

Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva.

Objeto de la invención

La presente invención se puede incluir en el campo de la extracción de aceite de oliva. En concreto, el objeto de la invención trata de un procedimiento y de un dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva (alperujo, orujo con o sin alpechín) , que permite un mejor aprovechamiento de dichos subproductos, llegándose a obtener un sólido final con menos humedad, concentrado en celulosa, proteínas y grasa, un líquido enriquecido en componentes de alto valor añadido y una fase oleosa mejorada.

Antecedentes de la invención

El alperujo, residuo generado del sistema de extracción de aceite de oliva en dos fases (por cada 100 toneladas de aceitunas se obtienen aproximadamente 20 toneladas de aceite y 80 de alperujo) , posee una composición variable, dependiendo de la variedad de aceituna, del estado de maduración y del sistema de procesado. Es una mezcla compleja constituida por piel, pulpa y hueso, además de alpechín (agua de vegetación de la aceituna) y la posible agua de adición durante la extracción en almazara o en el proceso de repaso. Se trata de una pasta semisólida con una humedad de entre el 60 y el 70%, y un contenido de grasa de entre 1-2%, ambos referidos al peso del alperujo fresco. Además tiene una composición compleja que incluye, aparte de una fracción mineral, una fracción orgánica formada por grasas, proteínas, carbohidratos hidrosolubles (manitol, sacarosa y fructosa) , así como ácidos orgánicos, restos de la pared celular de aceituna (polisacáridos pécticos, polímeros de celulosa y hemicelulosas, ricos en xilano y xiloglucanos) , gomas, taninos y polifenoles. Durante la molienda y el batido llevados a cabo en la extracción del aceite de oliva, muchos de estos compuestos, inicialmente presentes en la aceituna, se mezclan y se interrelacionan dificultando la liberación de ciertos compuestos de interés. Para plantear un buen aprovechamiento habría que llegar a separar las distintas fases y tratarlas por separado, algo impensable si se parte del subproducto tal cual.

El alperujo, por tanto, no solo presenta una mayor humedad que el orujo de tres fases, sino que tiene más cantidad de compuestos solubles que antes se iban en el alpechín. En la evolución del sistema, las almazaras llegan a agotar aún más el contenido graso del alperujo, llegando a las orujeras en un porcentaje que en muchos casos no justifica su posterior extracción para la producción del aceite de orujo. A ello hay que unir el hecho de que muchas almazaras han incorporado en su proceso deshuesadoras, con lo que se incrementa la humedad.

El sistema habitual de las orujeras es el uso del alperujo para la extracción del aceite de orujo, mediante el tradicional sistema de extracción con disolvente o, alternativamente, realizar una primera extracción del aceite de orujo por centrifugación y utilizar a continuación el sólido residual como biocombustible en las plantas de cogeneración. En ambos casos, el paso de secado del alpeorujo, para su extracción con disolventes o para su empleo como sólido residual para la producción de energía, presenta serios problemas.

-Debido a los compuestos orgánicos existentes en el agua de vegetación (azúcares, polialcoholes, ácidos orgánicos, etc.) y tener que secar un alperujo con una humedad tan alta, ello se traduce en problemas dentro de la línea de secado y de su posterior aprovechamiento. En los actuales secaderos rotatorios, de gran consumo energético, ocurren reacciones de caramelización o formación de compuestos de degradación indeseados que pueden llegar a posteriores productos como el aceite de orujo o dificultar su extracción.

-La fase del secado provoca además un aumento de la duración de la campaña, lo que a su vez origina la necesidad de tratar un alperujo que ha estado almacenado un mayor período de tiempo. Durante el almacenamiento se favorecen las reacciones de fermentación, no deseadas, que dan lugar a compuestos de degradación que complican la extracción de sus componentes más interesantes, disminuyendo además el contenido en azucares y grasa.

En conjunto las desventajas de aplicar el actual sistema de secado sobre una masa de alperujo con una alta humedad, hacen necesaria la busca de alternativas que sean capaces de disminuir dicha humedad, y que al mismo tiempo favorezcan el aprovechamiento de los componentes funcionales presentes.

Un procedimiento de separación sólido-líquido (deshidratación) por centrifugación es una buena alternativa, tal como se describe en la patente española ES 2.156.716, aunque no resulta ni suficiente ni definitiva. Asimismo, una gestión integral del alperujo descrita en WO 2006/058938 utiliza el mismo procedimiento de centrifugación para reducir su humedad.

Descripción de la invención

Un objeto de la presente invención trata de un procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención del aceite de oliva que posibilita un mejor aprovechamiento del alperujo, como subproducto del proceso de obtención de aceite de oliva en dos fases, o del orujo y/o alpechín, como subproductos del proceso de tres fases.

El procedimiento objeto de la presente invención comprende, en una primera etapa, someter a dichos subproductos, a un tratamiento térmico a través de un calentamiento. Dicho calentamiento puede ser un calentamiento por contacto directo con un vapor o gas inocuos calientes y/o un calentamiento indirecto, con o sin agitación. De esta forma el subproducto alcanza una temperatura de entre 100ºC y 200ºC durante un período de tiempo comprendido entre 15 y 300 minutos, de manera más preferente entre 30 y 180 minutos. Preferentemente, el gas o vapor inocuos es vapor de agua.

Para efectuar dicho calentamiento, el subproducto (el alperujo o el orujo con o sin alpechín) se introduce en un reactor, preferentemente con precalentamiento previo. El subproducto, obtenido de una almazara, puede ser deshuesado en parte o totalmente antes de acceder al reactor. En el interior del reactor el subproducto se pone en contacto directamente con vapor a la presión que se desee, normalmente a la presión de vapor de trabajo de la industria a la que va dirigido, es decir entre 3-10 atmósferas. Al mismo tiempo, el subproducto se puede calentar de manera indirecta a través de una camisa de calefacción o resistencia eléctrica. A la salida del reactor se obtiene un producto en el cual resulta más fácil la separación de las distintas fases: fase sólida, acuosa y oleosa. Dicha separación constituye la siguiente etapa del procedimiento según la invención y se realiza mediante una simple decantación, o alternativamente mediante una centrifugación en dos o tres fases o también mediante filtración, ya sea empleando filtros banda, filtros tipo prensa u otros sistemas similares.

El empleo del procedimiento de la invención permite obtener distintas fases, líquida (oleosa y acuosa) , sólida, y volátil, con las siguientes ventajas respecto de los procedimientos conocidos en el estado de la técnica:

-En el caso de la fase sólida, se obtiene un sólido con una humedad entre 20-50%, preferentemente entre el 20 y el 40%, lo cual implica un secado mucho más suave y corto, evitando los problemas que derivan de la alta humedad y favoreciendo la posterior extracción del aceite o su uso como biocombustible. Al mismo tiempo se consigue una reducción del sólido de 2-3 veces por solubilización de la fase líquida, concentrándose una celulosa más accesible, la proteína y el aceite, entre un 5 y un 20%, aumentando la eficacia de la extracción en el caso del aceite.

-La fase líquida está libre de fangos o sólidos en suspensión, tales como restos de pulpa o finos, que dificultan el aprovechamiento de dicha fase líquida. Además en la fase líquida se ha solubilizado ventajosamente una parte importante de los compuestos fenólicos de gran interés, así como una considerable cantidad de azúcares en forma de monosacáridos y oligosacáridos.

-En cuanto a la fase oleosa, se favorece la solubilización de compuestos minoritarios funcionales aumentando la calidad del aceite (véase la tabla 1) .

Según se acaba de indicar, a través del procedimiento descrito, la fase sólida queda enriquecida en aceite, mientras que la fase líquida en compuestos bioactivos y de alto valor añadido, del tipo oligosacáridos con actividad probiótica, así como compuestos antioxidantes. Además, las fases tras el tratamiento son más fácilmente separables; tras una centrifugación se llega a obtener un sólido con menor contenido en humedad que un alperujo no tratado, obteniendo...

1. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, caracterizado porque comprende: -un reactor (1) en el cual los subproductos son introducidos; -unos primeros medios de introducción (2) para introducir los subproductos en el reactor (1) ; -unos segundos medios de introducción (3) para introducir un gas o vapor inocuo en el reactor (1) , para calentar por contacto los subproductos introducidos en dicho reactor (1) ;

- unos medios de extracción (4) de los subproductos calentados; -y unos medios de separación (5) de los subproductos extraídos.

2. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende unos medios de condensación de volátiles (9) para condensar los volátiles previamente a la extracción.

3. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende unos medios de recuperación de huesos (10) para recuperar los huesos previamente a la separación.

4. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas o vapor inocuo es vapor de agua.

5. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una camisa (6) de calefacción en la parte exterior del reactor (1) , para calentar los subproductos del interior del reactor.

6. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la camisa (6) de calefacción incorpora un fluido térmico en su interior, para calentar el subproducto.

7. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el reactor incorpora resistencias en su interior, para calentar el subproducto.

8. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de separación (5) se seleccionan entre al menos uno de: -sistemas de decantación; -sistemas de filtración;

- sistemas de sedimentación; y -sistemas de centrifugación.

9. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende adicionalmente unos medios de agitación (8) para agitar el subproducto en el interior del reactor (1) .

10. Dispositivo para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende adicionalmente unos medios de precalentamiento (7) para precalentar los subproductos antes de introducir dichos residuos en el reactor (1) .

11. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, empleando el dispositivo descrito en las reivindicaciones1a10, caracterizado porque comprende las etapas de: -calentamiento directo de dichos subproductos mediante contacto con un vapor o gas inocuos en el interior de un reactor (1) ;

-extracción desde el reactor (1) del producto de la etapa anterior mediante los medios de extracción (4) ; y -posterior separación en fases del producto extraído, por medio de unos medios de separación (5) .

12. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque los subproductos alcanzan una temperatura comprendida entre 100ºC y 200ºC que se mantiene durante un período de tiempo comprendido entre 15 y 300 minutos.

13. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque en la separación se obtienen dos fases: una sólida y otra líquida, y a partir de la sólida se obtiene posteriormente una fase oleosa.

14. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque en la separación se obtienen tres fases: una sólida, una líquida y una fase oleosa.

15. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque, previamente a la extracción, comprende adicionalmente la extracción y condensación de los volátiles mediante los medios de condensación (9) .

16. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque, previamente a la separación comprende adicionalmente la extracción y recuperación de los huesos mediante los medios de recuperación (10) .

17. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el calentamiento directo comprende un aumento de presión por introducción de gases inocuos por los segundos medios de introducción.

18. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque comprende adicionalmente una etapa adicional de precalentado del subproducto anterior al calentamiento directo, por medio de unos medios de precalentamiento (7) .

19. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque comprende una etapa adicional de calentamiento indirecto del subproducto por medio de transmisión de calor hacia el interior del reactor (1) a través de una camisa (6) de calefacción ubicada en la parte exterior del reactor (1) .

20. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque comprende una etapa adicional de calentamiento indirecto del subproducto mediante resistencias eléctricas o intercambiador de calor por fluidos térmicos ubicadas en el reactor (1) .

21. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 19 y 20, caracterizado porque el calentamiento indirecto se lleva a cabo simultáneamente con la etapa de calentamiento directo.

22. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque comprende una etapa adicional de agitación del subproducto en el interior del reactor.

23. Procedimiento para el tratamiento de los subproductos de la obtención de aceite de oliva, de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el calentamiento directo se produce a una presión comprendida entre 3 y 11 atmósferas.

24. Fase sólida obtenible por el procedimiento descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 23, caracterizada porque su contenido graso está comprendido entre el2yel 30%, su contenido en celulosa está comprendido entre el 10 y el 35%, ambos referidos a materia seca, donde dicha celulosa es más susceptible a una hidrólisis química

o enzimática para el uso de glucosa libre o de fragmentos de celulosa más cortos que el no tratado.

25. Uso de la fase sólida descrita en la reivindicación 24 como materia prima para combustible, bioetanol o como alimento animal.

26. Aceite de orujo crudo obtenido en la etapa de separación mediante el procedimiento descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 23 caracterizado porque está enriquecido en componentes minoritarios.

27. Aceite de orujo crudo de acuerdo con la reivindicación 26, caracterizado porque los componentes minoritarios se seleccionan entre al menos uno de:

-escualeno,

-tocoferoles totales,

-alcoholes alifáticos,

- esteróles totales, -ácido oleanólico, -ácido maslínico, y -uvaol más eritrodiol.

28. Aceite de orujo crudo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 26 y 27, caracterizado porque el escualeno, los tocoferoles, los alcoholes alifáticos, los esteróles, el ácido oleanólico, el ácido maslínico, y el uvaol más eritrodiol están están incrementados en un rango porcentual con respecto al no tratado de un 1-60%, 1-60%, 1-95%, 1-40%, 1-15%, 1-20%, 1-35% respectivamente.

29. Uso del aceite obtenido según el procedimiento descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 23 en alimentación.

30. Uso del aceite obtenido según el procedimiento descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 23 para la extracción de componentes minoritarios.