Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

TRATAMIENTO DE SUSTRATOS LIGNOCELULOSICOS CON OZONO.

Resumen:

Procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos que presentan un alto grado de digestibilidad

, caracterizado porque consiste en poner en contacto a dichos sustratos lignocelulósicos previamente triturados y humidificados, en el caso de los sustratos secos, en un reactor agitado con ozono producido a partir de un gas vector, estando el ozono presente en el gas vector en una concentración comprendida entre 80 y 200 g/m 3 TPN, y con un tiempo de permanencia en dicho reactor comprendido entre 8 y 40 minutos, estando el contenido de humedad de dichos sustratos comprendido entre el 1 y el 6% de materia seca y preferentemente entre el 1 y el 5%, y siendo el tamaño de dichos sustratos triturados de 5 mm a 20 mm.

Solicitante: LABORATOIRES GOEMAR
GRANDS MOULINS DE PARIS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: AVENUE DU GENERAL PATTON,35400 SAINT-MALO.

Inventor/es: BAILLI, ALAIN, DUBOIS, MICHEL, COSTE, CHRISTIAN.

Fecha de Publicación de la Concesión: 15 de Febrero de 2010.

Fecha Concesión Europea: 2 de Septiembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes: A23K1/12 (.a partir de hidrolizados de madera o de paja), A23K1/14C.

Clasificación PCT: A23K1/14 (.a partir de materias vegetales, p. ej. patatas y raíces, sin ensilados (conservación de alimentos A 23 B, L)), A23K1/12 (.a partir de hidrolizados de madera o de paja).

Clasificación antigua: A23K1/14 (.a partir de materias vegetales, p. ej. patatas y raíces, sin ensilados (conservación de alimentos A 23 B, L)), A23K1/12 (.a partir de hidrolizados de madera o de paja).

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TRATAMIENTO DE SUSTRATOS LIGNOCELULOSICOS CON OZONO.
Descripción:

Tratamiento de sustratos lignocelulósicos con ozono.

La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos para alimentación animal y que presentan un alto grado de digestibilidad.

La invención también se refiere a los sustratos lignocelulósicos que pueden obtenerse mediante el empleo de este procedimiento.

La invención es particularmente aplicable en el campo del tratamiento de los productos procedentes de la agricultura y de la agroalimentaria, así como en la fabricación industrial de alimentos para animales.

Los sustratos lignocelulósicos como tales se prestan mal a la alimentación animal por su reducida digestibilidad, debida a la presencia de lignina.

Para aumentar su digestibilidad, se han propuestos diversos procedimientos. La hidrólisis bajo acción de vapor de agua a presión (procedimiento STAKE) y el ataque con peróxido de hidrógeno en presencia de cianamidas (documento FR-A-2 560 898) son dos ejemplos de estos procedimientos. Sin embargo, estos procedimientos presentan dificultades de aplicación y son costosos. Lo que explica que actualmente no se haya realizado ninguna aplicación industrial.

De acuerdo con la solicitud de patente FR-A-2 603 775, se ha propuesto tratar pajas de cereales y otras materias lignocelulósicas secas trituradas con un gas que contiene ozono en una cantidad suficiente para que se absorban entre 10 y 40 gramos de ozono por kilogramo de paja seca. El procedimiento descrito en ese documento consiste en hacer que dicho gas atraviese un lecho de paja u otro sustrato lignocelulósico, lo que permite aumentar la digestibilidad con un límite máximo de aproximadamente el 10%. Como comparación y de acuerdo con la solicitud FR-A-2 603 775, el procedimiento aplicado a una suspensión acuosa de paja (contenido de humedad del 500%) permite obtener un aumento del grado de digestibilidad muy reducido, del orden de varias unidades porcentuales.

El procedimiento descrito en la solicitud FR-A-2 603 775 presenta sin embargo los siguientes inconvenientes:

    - la digestibilidad de la paja seca no supera un límite máximo e incluso disminuye cuando el grado de ozonización es superior a 25 miligramos de ozono por gramo de paja seca,
    - el aumento relativamente reducido de la digestibilidad debe compensarse mediante la adición de un compuesto nitrogenado,
    - el procedimiento solamente parece adaptado para el tratamiento de una pequeña cantidad de sustrato lignocelulósico,
    - la utilización de un reactor de lecho fijo no permite al sustrato, por muy finamente dividido que esté, presentar una superficie máxima a la reacción química,
    - la utilización de una cantidad de ozono determinada únicamente por la cantidad que reacciona con los sustratos lignocelulósicos no permite un buen control de las condiciones operatorias, y
    - el bajo rendimiento del sistema conduce a un consumo excesivo de ozono para un resultado limitado.

De acuerdo con la patente canadiense nº 1 169 794, se ha propuesto un procedimiento de tratamiento de sustratos lignocelulósicos con ozono que comprende la trituración de dicho sustrato para obtener un tamaño de, cómo máximo, 4 mm, la mezcla de dicho sustrato triturado con agua en una proporción de 1:10 a 10:1, y después la exposición de la mezcla obtenida de este modo al ozono, estando la concentración de ozono en el gas vector comprendida entre el 0,75 y el 6,8%.

Este procedimiento, utilizado sobre cantidades reducidas de substrato, del orden de 20 g, permite obtener un aumento del grado de digestibilidad aceptable. Sin embargo, comprende los dos inconvenientes siguientes:

    - por un lado, el tiempo de permanencia en el reactor de tratamiento con ozono debe ser de al menos una hora y preferentemente de 16 horas, lo que constituye un tiempo relativamente largo en un proceso industrial, y
    - por otro lado, la cantidad de agua utilizada es tal que conduce a una suspensión de materia de modo que el producto acabado debe someterse a un tratamiento posterior de secado para que esté en una forma aceptable por los animales a los que se destinan estos productos acabados.

Es interesante constatar la divergencia de resultados entre estas dos patentes, una que propone el tratamiento con ozono de sustratos secos y otra que propone el tratamiento con ozono de sustratos en suspensiones acuosas.

La Solicitante ha descubierto ahora de forma sorprendente que los anteriores inconvenientes podían superarse mediante un procedimiento que consiste en tratar a sustratos lignocelulósicos previamente triturados y opcionalmente humidificados (sin crear una suspensión acuosa) cuando el sustrato es seco, tal como la paja, en un reactor agitado, con ozono producido por un gas vector, estando el ozono presente en el gas vector en una concentración determinada, y con un tiempo de permanencia en dicho reactor enormemente reducido.

De este modo, la invención se refiere a un procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos que presenten un alto grado de digestibilidad, que consiste en poner en contacto a dichos sustratos previamente triturados y opcionalmente humidificados cuando el sustrato es seco, en un reactor agitado, con ozono producido a partir de un gas vector, estando el ozono presente en el gas vector en una concentración comprendida entre 80 y 200 g/m3 TPN y preferentemente entre 140 y 160 g/m3 TPN, y durante un tiempo de permanencia en dicho reactor comprendido entre 8 y 40 minutos y preferentemente entre 15 y 30 minutos, estando el contenido de humedad de dichos sustratos comprendido entre el 1 y el 6% de materia seca y preferentemente entre el 1 y el 5%, y siendo el tamaño de dichos sustratos de 5 mm a 20 mm.

Este procedimiento permite resolver por primera vez y de forma totalmente satisfactoria el problema de digestibilidad insuficiente y limitada de los sustratos lignocelulósicos relativamente secos, en un tiempo de reacción enormemente reducido, y obtener sustratos lignocelulósicos hasta ahora no disponibles que presentan un contenido de humedad aceptable para el almacenamiento y para la alimentación de los animales y un alto grado de digestibilidad.

De acuerdo con un segundo aspecto, la invención se refiere a los sustratos lignocelulósicos que pueden obtenerse mediante el procedimiento anterior.

Como ejemplo, con el procedimiento de la invención aplicado a la paja de trigo (humedad al 4-5%), que normalmente presenta un grado de digestibilidad inicial próximo al 40%, es posible aumentar este índice en un 20% o más con un tratamiento con ozono en una cantidad de 3 kg de ozono por tonelada de paja a una concentración de ozono de 115 g/m3 TPN, durante un tiempo de contacto de 20 a 30 mm. Del mismo modo, para los bagazos de caña de azúcar cuya digestibilidad media, en estado natural, es del 20%, es posible llevar este grado al 40% o más con un tratamiento con ozono en una cantidad de 3 kg de ozono por tonelada de bagazo y al 60% para un índice de tratamiento de 9 kg de ozono por tonelada de bagazo, a una concentración de ozono de 122 g/m3 TPN y durante un tiempo de contacto de 20 a 30 minutos.

En el procedimiento de la invención, la concentración de ozono en el gas vector está comprendida entre 80 y 200 g/m3 TPN (Temperatura y Presión Normales) y preferentemente entre 140 y 160 g/m3 TPN. Cuando esta concentración es inferior a 80 g/m3 TPN, el grado de digestibilidad del sustrato ozonizado no es lo suficientemente alto para ser interesante para la alimentación directa de los animales. Cuando la concentración de ozono es superior a 200 g/m3 TPN, puede observarse una degradación del sustrato lignocelulósico tal que su transporte y su utilización se vuelven difíciles. El gas vector está constituido ventajosamente por oxígeno. El gas vector también puede producirse a partir de aire ambiente, filtrado, comprimido y secado al punto de rocío comprendido entre -50 y -70ºC. De acuerdo con otra alternativa, el gas vector puede estar constituido por una mezcla en cualquier proporción de oxígeno puro y de aire filtrado, comprimido y secado.

De acuerdo con una característica particular, la presión del gas vector ozonizado durante la puesta en contacto con dichos sustratos está comprendida entre 0,6 y 1,5 bares relativos, y preferentemente entre 0,6 y 1,2 bares relativos. Cuando la presión es inferior a 0,6 bares, puede plantearse el problema de la mala penetración del ozono en el sustrato lignocelulósico y, debido a esto, un tratamiento imperfecto y un aumento escaso del grado de digestibilidad. Por el contrario, cuando la presión es superior a 1,5 bares, pueden plantearse los siguientes problemas

    - a nivel de la generación del ozono: los ozonizadores industriales no funcionan con presiones superiores a 1,5 bares,
    - a nivel del sustrato tratado: por encima de esta presión, el ozono penetra en el material lignocelulósico muy profundamente y, debido a su reactividad, desestructura casi completamente el material a tratar.

Los sustratos lignocelulósicos utilizados en la presente invención comprenden cualquier sustrato procedente de la industria agroalimentaria. Estos sustratos pueden clasificarse en dos categorías, a saber los sustratos secos y los sustratos húmedos. Los ejemplos de sustratos secos comprenden las pajas de centeno, de trigo, de alfalfa, pulpas de remolacha y granos de cereales, y ejemplos de sustratos húmedos comprenden bagazos de caña de azúcar, sorgos, raigrás y heno.

La cantidad de sustrato lignocelulósico tratada puede alcanzar varias decenas de toneladas por hora, debido a la gran concentración de ozono utilizada y a la especificidad del procedimiento desarrollado, de modo que el procedimiento de la invención es adecuado para una utilización a escala industrial.

Cuando el sustrato es seco, debe humidificarse para obtener un resultado óptimo. Esta humidificación consiste en la pulverización de agua o de agua ozonizada en una cantidad comprendida entre el 1 y el 6% de materias secas, y preferentemente entre el 1 y el 5%. Si el contenido de humedad es superior al 6%, se obtendrá una disminución de la digestibilidad.

El sustrato también debe triturarse antes de su tratamiento con ozono. Esta operación permite mejorar el rellenado del reactor evitando los pasajes preferenciales, multiplicar la superficie reactiva del sustrato y favorecer la homogeneidad de mezclado. La trituración se realiza antes de la humidificación y antes de su entrada en el reactor agitado mediante procedimientos bien conocidos por el experto en la materia.

De acuerdo con una característica particular, el tamaño de los sustratos triturados está comprendido entre 5 mm y 20 mm, prefiriéndose más el intervalo de 10 a 20 mm. Cuando el tamaño es inferior a 5 mm, el sustrato puede estar en estado de polvo para los materiales secos y en estado de papilla para los sustratos húmedos, estados no aceptables. Cuando el tamaño es superior a 20 mm, el tratamiento es difícil y pueden observarse pasajes preferenciales y vacíos en el rellenado.

El tratamiento con ozono se realiza en un reactor agitado que se denominará a continuación reactor de ozonización. Este reactor puede ser de tipo vertical u horizontal.

De forma general, el reactor de ozonización utilizado puede estar constituido por un cuerpo cilíndrico que comprende un dispositivo de introducción del sustrato lignocelulósico triturado, tal como una tolva, así como un dispositivo interno que asegura un mezclado y un tiempo de permanencia del sustrato lignocelulósico en el reactor para conducir a un tratamiento óptimo con ozono. La puesta en contacto del sustrato lignocelulósico triturado con el gas vector ozonizado puede realizarse de forma continua o discontinua en dicho reactor de ozonización.

El tiempo de permanencia en el reactor de ozonización está comprendido entre 8 y 40 minutos y preferentemente entre 15 y 30 minutos. Cuando este tiempo de permanencia es inferior a 8 minutos, el tratamiento con ozono es insuficiente. Cuando es superior a 40 minutos, se observa una degradación de la estructura lignocelulósica.

De este modo, al contrario que los procedimientos conocidos de la técnica anterior, el procedimiento de la invención permite tratar gran cantidad de sustrato lignocelulósico, adaptada para una utilización a escala industrial, en un tiempo de reacción muy corto.

Los materiales constitutivos del cuerpo del reactor de ozonización se seleccionarán para asegurar una resistencia a la abrasión y a la oxidación generada por la presencia de ozono a gran concentración. Dicho material puede ser, por ejemplo, un acero inoxidable conocido por el experto en la materia.

El dispositivo de mezclado con el que está provisto el reactor de ozonización puede ser cualquier dispositivo conocido por el experto en la materia. Este dispositivo debe permitir un mezclado homogéneo del sustrato triturado al tiempo que permite su transporte hacia la salida del reactor de ozonización o su reciclado interno, según esté en presencia de una reacción continua o discontinua.

La velocidad de rotación de dicho dispositivo de mezclado y las dimensiones del reactor utilizado serán calculadas por el experto en la materia en función de la cantidad de materia a tratar, de la concentración de ozono utilizada y del tiempo de permanencia previsto. De acuerdo con una realización preferida, para tratar 3 toneladas de sustratos lignocelulósicos triturados, con una concentración de ozono de 150 g/m3 TPN en un reactor que tiene 1,20 m de diámetro y 4,60 m de altura total, la velocidad de rotación es del orden de 100 a 120 rpm.

Los ejemplos de dispositivos de mezclado comprenden un tornillo de Arquímedes, un tornillo cónico o un árbol motor sobre el que se montan palas.

Cuando se utiliza este último tipo de dispositivo, a saber árbol motor y palas, la distancia entre las últimas palas y la parte inferior del reactor de ozonización debe ser suficiente para que la masa a tratar no quede almacenada en la parte inferior de dicho reactor. El experto en la materia será capaz de determinar dicha distancia en función de la densidad de la masa en reacción. En el caso de los reactores de ozonización verticales, puede añadirse un dispositivo de raspado y de mezclado del fondo cónico.

En el caso de los reactores de ozonización horizontales, el dispositivo de mezclado está centrado en dicho reactor. De forma ventajosa, se utiliza un árbol motor que comprende alternativamente juegos de palas de dos dimensiones diferentes fijadas a 120º en el árbol horizontal. Cada estrato de palas está constituido por 3 palas de la misma longitud y de gran diámetro, estando el siguiente estrato constituido por 3 palas de otra longitud (diámetro más pequeño), con un desfase con respecto a las palas del primer estrato de 60º. Estas pequeñas palas pueden comprender un dispositivo de mezcla inclinado varios grados en el eje vertical para asegurar un movimiento de rotación helicoidal del sustrato en curso de tratamiento. Este movimiento asegura por otro lado un movimiento de traslación horizontal de la materia a tratar con una renovación permanente del interfaz.

En el caso de los reactores de ozonización verticales, el dispositivo de mezclado está centrado en el eje vertical de dicho reactor, o es excéntrico con respecto a este eje y está dotado de un movimiento giratorio alrededor de dicho eje vertical. En este último caso, se utiliza preferentemente un tornillo cónico. El eje de rotación del tornillo presenta un ángulo con respecto al eje vertical del reactor de ozonización. La parte superior del tornillo está unida a un dispositivo de arrastre por medio de cajas de engranajes y la parte inferior está centrada en el fondo de dicho reactor en el eje vertical. El tornillo gira sobre sí mismo para asegurar el mezclado y gira alrededor del eje vertical para hacer participar al volumen total del sustrato a tratar. En función de la velocidad de rotación del tornillo alrededor del eje vertical del reactor de ozonización, el movimiento descrito puede equipararse a una cicloide simple o una hipocicloide de paso diametral acortado.

El dispositivo de mezclado es impulsado por un dispositivo electromecánico que permite ajustar la velocidad del dispositivo de mezclado para asegurar con precisión el tiempo de permanencia previsto en el reactor de ozonización. Preferentemente, el dispositivo de mezclado es impulsado por un grupo moto-reductor de velocidad variable.

El dispositivo electromecánico está dotado, a su vez, de uno o dos dispositivos de centrado y de estanqueidad bien conocidos por el experto en la materia.

En el caso de los sustratos lignocelulósicos secos que necesitan una humidificación, el reactor de ozonización también está provisto de un dispositivo de humidificación de la masa en reacción. Un ejemplo de dicho dispositivo comprende las boquillas de pulverización. La velocidad de humidificación se determinará en función de la cantidad de agua necesaria para obtener el contenido de humedad seleccionado. El experto en la materia podrá determinar fácilmente dicha velocidad.

El reactor de ozonización también está provisto de uno o más dispositivos de inyección del gas vector ozonizado, estando dicho gas a su vez producido a partir de un ozonizador bien conocido por el experto en la materia. El o los dispositivos de inyección del gas vector ozonizado se diseñan de modo que aseguren una distribución del gas en dicho sustrato triturado con una velocidad de inyección suficiente para asegurar una buena penetración de dicho gas en dicho sustrato. Estos dispositivos son, por ejemplo, boquillas de inyección. De forma general, la velocidad de inyección del gas vector ozonizado está comprendida entre 30 y 60 m.s-1.

En el caso de los reactores de ozonización horizontales que poseen un único dispositivo de inyección del gas vector ozonizado, éste se coloca en la parte de arriba de dicho reactor, justo después del dispositivo de introducción del sustrato triturado y el dispositivo de humidificación. Cuando este tipo de reactor comprende varios dispositivos de inyección del gas vector ozonizado, éstos pueden estar colocados en toda la longitud del dispositivo de mezclado, por ejemplo entre las palas. De forma general, estos dispositivos de inyección estarán dispuestos a una distancia comprendida entre 0,08 d y 0,15 d, donde d representa el diámetro del reactor. El número de dispositivos de inyección se seleccionará de modo que la velocidad de inyección entre dentro del intervalo indicado anteriormente. Dicha disposición permite un mejor control de la concentración de ozono utilizada.

En el caso de los reactores de ozonización verticales, los dispositivos de inyección del gas vector ozonizado se colocan en la parte inferior de dicho reactor para que su acción sea de tipo contra-corriente.

El reactor de ozonización también está provisto generalmente de un dispositivo de evacuación del gas vector ozonizado después de la reacción en la parte superior del reactor de ozonización (ozono residual presente en el gas vector después de la reacción) y de un dispositivo de medición de la presión bien conocidos por el experto en la materia.

Finalmente, el reactor de ozonización está provisto de un dispositivo de salida del producto tratado situado en la parte opuesta del dispositivo de introducción del sustrato lignocelulósico triturado. Este dispositivo de salida puede estar constituido por ejemplo por aberturas practicadas en el fondo plano opuesto a la introducción. En el caso de una reacción de forma continua, el dispositivo de salida del producto, así como el dispositivo de introducción del sustrato lignocelulósico triturado deber ser estancos. Dicho dispositivo es por ejemplo una válvula alveolar.

Por otro lado, al ser la reacción de ozonización de tipo exotérmico, el cuerpo del reactor de ozonización está provisto habitualmente de un dispositivo de control de la temperatura, así como un dispositivo de refrigeración que permite mantener una temperatura constante en el interior de dicho reactor y en el medio de reacción sin gradiente de temperatura vertical o radial, y esto durante el tiempo necesario para la reacción.

Esta refrigeración eficaz del reactor de ozonización favorece una utilización de forma segura de éste, y permite un control preciso de la reacción de ozonización.

El dispositivo de refrigeración puede estar situado en la parte externa del reactor de ozonización o en la parte interna de éste. Puede recibir por ejemplo alimentación de agua fría a presión o por medio de un circuito de agua helada producida por un grupo frigorífico. El cuerpo del reactor de ozonización está refrigerado ventajosamente por medio de un dispositivo de refrigeración externo que puede estar constituido por ejemplo por un dispositivo convencional de tipo "WATER JACKET" (camisa de agua) o por un circuito constituido por semicoquillas que aseguran la captación del flujo térmico procedente de la masa de reacción y la evacuación hacia el exterior.

El sustrato lignocelulósico tratado con ozono en el reactor de ozonización se recogerá, por ejemplo en una tolva, para dirigirse a continuación hacia el ensacado, el pesaje o cualquier otra operación de envasado antes de la distribución. De este modo se obtiene un producto acabado listo para el empleo, que tiene un alto grado de digestibilidad, de modo que no sea necesario ningún agente de complemento, y destinado a la alimentación animal, particularmente para la alimentación del ganado bovino, ovino y de las aves de corral.

La invención se entenderá mejor con la lectura de los ejemplos y esquemas adjuntos que se dan únicamente a título ilustrativo pero no limitante y en los que:

- la figura 1 es una curva que muestra la variabilidad de la digestibilidad in vitro en función del índice de tratamiento con ozono del sustrato lignocelulósico seco humidificado (paja) en un reactor dinámico (agitado) y en un reactor estático, y

- la figura 2 es una curva que muestra la variabilidad de la digestibilidad in vitro en función del índice de tratamiento con ozono del sustrato lignocelulósico húmedo (bagazo) en un reactor dinámico (agitado) y en un reactor estático.

Ejemplo 1

Comparación de la modificación del grado de digestibilidad de paja tratada en un reactor dinámico y en un reactor estático

Se trituró paja de trigo hasta obtener unas dimensiones del orden de 13 mm. A continuación, se trató dicha paja triturada, que tiene diversos contenidos de humedad mediante humidificación previa, con un gas vector ozonizado, en un reactor estático (R. Est), es decir un reactor que contiene un lecho fijo de paja atravesado de abajo arriba por una corriente de ozono transportada por el gas vector oxigenado, o en un reactor dinámico (R. Din) (o agitado), es decir un reactor vertical u horizontal que presenta como dispositivo de mezclado un árbol y palas (reactor horizontal) o bien un tornillo central con recirculación (reactor vertical), siendo el tiempo de permanencia en los reactores de 20 a 30 minutos.

Se realizaron 5 ensayos que tienen las siguientes características:

    - x: concentración de ozono (CO3) de 115 g/m3 TPN, sequedad de la paja del 89,6%, reactor dinámico,
    - •: concentración de ozono de 111,5 g/m3 TPN, sequedad de la paja del 85%, reactor estático,
    - o: concentración de ozono de 47 g/m3 TPN, sequedad de la paja del 85%, reactor estático,
    - ?: concentración de ozono de 47 g/m3 TPN, sequedad de la paja del 55%, reactor estático, y
    - Box: concentración de ozono de 115 g/m3 TPN, sequedad de la paja del 55%, reactor estático.

Después del tratamiento, se determinó la digestibilidad in vitro (DIV) de acuerdo con el método de Tilley y Terry, en porcentaje, en función del índice de tratamiento con ozono, expresado a su vez en porcentaje de ozono por materia seca (3% significa que se han utilizado 30 g de ozono para tratar 1000 g de sustrato).

Los resultados de estos ensayos se proporcionan en forma de curvas en la figura 1.

Los resultados obtenidos llevan a las dos conclusiones siguientes:

En primer lugar, en el caso de los reactores estáticos, el hecho de aumentar la concentración de ozono, en el presente caso de 47 g/m3 a 115 g/m3, al 55% de sequedad, solamente hace variar muy poco la digestibilidad de la paja, lo que concuerda con los resultados obtenidos de acuerdo con la solicitud de patente FR-A-2 603 775.

En segundo lugar, cuando se utiliza un reactor dinámico y una gran concentración de ozono (115 g/m3), los resultados de la digestibilidad aumentan en función del índice de tratamiento aplicado.

Estos resultados demuestran de forma elocuente el aumento de la digestibilidad a condición de operar con factores operatorios perfectamente controlados.

Ejemplo 2

Comparación de la modificación del grado de digestibilidad de bagazo tratado en un reactor dinámico y en un reactor estático

Se repitió el modo operatorio del ejemplo 1, salvo que el sustrato lignocelulósico utilizado era bagazo y que se realizaron los 3 ensayos siguientes:

    - x: concentración de ozono de 112 g/m3 TPN, reactor dinámico,
    - •: concentración de ozono de 111,8 g/m3 TPN, reactor estático,
    - o: concentración de ozono de 46 g/m3 TPN, reactor estático,

Los resultados de estos ensayos se proporcionan en forma de curvas en la figura 2.

Los resultados obtenidos llevan a las mismas conclusiones que las indicadas en el ejemplo 1.

Ejemplo 3

Mejora de la digestibilidad de los granos de trigo tratados con ozono

El análisis de la digestibilidad de los granos de trigo tratados con ozono se realizó en gallos de acuerdo con la medición de la energía metabolizable (EMA), de acuerdo con los procedimientos de cría SVDC 03 y SVDM 01. El método aplicado es el método rápido de medición de la energía metabolizable desarrollado por mr. Lessire del INRA y el método de determinación de la viscosidad de los extractos acuosos (Método con viscosímetro, Norma NFV 03749).

Los gallos, 9 por lote, fueron alimentados durante 8 días con 4 lotes diferentes de granos de trigo no tratados o tratados con ozono de la siguiente manera:

    - lote 1: granos no tratados
    - lote 2: granos tratados con 3 g de ozono por kilogramo de granos (85 g/m3 TPN) al 4% de humedad
    - lote 3: granos tratados con 4 g de ozono por kilogramo de granos (85 g/m3 TPN) al 4% de humedad
    - lote 4: granos tratados con 5 g de ozono por kilogramo de granos (85 g/m3 TPN) al 4% de humedad.

Los granos de trigo correspondían al 97% de la ración alimentaria.

Los resultados en bruto se proporcionan en la siguiente tabla, en la que:

    - VU significa viscosidad útil,
    - EB significa energía en bruto,
    - MS significa materia seca.
TABLA

Análisis de los resultados

En el marco de la alimentación de las aves de corral, deben considerarse dos parámetros: la viscosidad y la energía metabolizable (EMA). La viscosidad se considera un inconveniente y constituye un buen factor para el análisis de la digestibilidad.

El efecto del tratamiento con ozono sobre los granos conllevó varias modificaciones de composición, reducidas, pero significativas: una ligera degradación de la celulosa en bruto y de la composición de almidón y de las paredes, así como un aumento de los azúcares libres.

Esta degradación se verifica tanto mediante la viscosidad específica como mediante la viscosidad de pentosano. En efecto, una ligera degradación de los polisacáridos, específicamente de los pentosanos, conlleva en primer lugar un aumento de la viscosidad, mediante disolución de los pentosanos y de los fragmentos cortos de celulosa.

Si la oxidación aumenta, es previsible un descenso de la viscosidad. Este descenso aparece a partir de 5 g de ozono por kg de granos.

Este análisis es confirmado por el hecho de que la EMA aumenta realmente a partir de 5 de ozono por kg de granos, es decir a partir de la muestra 4.




Reivindicaciones:

1. Procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos que presentan un alto grado de digestibilidad, caracterizado porque consiste en poner en contacto a dichos sustratos lignocelulósicos previamente triturados y humidificados, en el caso de los sustratos secos, en un reactor agitado con ozono producido a partir de un gas vector,

estando el ozono presente en el gas vector en una concentración comprendida entre 80 y 200 g/m3 TPN, y

con un tiempo de permanencia en dicho reactor comprendido entre 8 y 40 minutos,

estando el contenido de humedad de dichos sustratos comprendido entre el 1 y el 6% de materia seca y preferentemente entre el 1 y el 5%, y

siendo el tamaño de dichos sustratos triturados de 5 mm a 20 mm.

2. Procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tiempo de permanencia está comprendido entre 15 y 30 minutos.

3. Procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la concentración de ozono en el gas vector está comprendida entre 140 y 160 g/m3 TPN.

4. Procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tamaño de dichos sustratos triturados es de 10 mm a 20 mm.

5. Procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la presión del gas vector ozonizado durante la puesta en contacto con dichos sustratos está comprendida entre 0,6 y 1,5 bares relativos y preferentemente entre 0,6 y 1,2 bares relativos.

6. Procedimiento de preparación de sustratos lignocelulósicos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los sustratos lignocelulósicos se seleccionan entre los sustratos secos tales como pajas de centeno, trigo, alfalfa, pulpas de remolacha y granos de cereales, y los sustratos húmedos tales como bagazos de caña de azúcar, sorgos, raigrás y heno.

7. Sustrato lignocelulósico que puede obtenerse mediante el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.






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