PROCEDIMIENTO PARA LA RECUPERACION DE TIROSOL E HIDROXITIROSOL DE AGUAS RESIDUALES DE ALMAZARA Y METODO DE OXIDACION CATALITICA CON EL FIN DE CONVERTIR TIROSOL EN HIDROXITIROSOL.
Procedimiento para tratar las aguas residuales de almazara (OMW) y especialmente para la preparación de tirosol y/o hidroxitirosol,
que consiste en:
a) filtración gruesa (RF), microfiltración (MF), ultrafiltración (UF), nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI) de las OMW;
b) separación cromatográfica de tirosol, hidroxitirosol y otros compuestos fenólicos de la OI concentrada;
c) oxidación del tirosol así obtenido para dar hidroxitirosol en presencia de trióxido de metilrenio y de peróxido de hidrógeno en un disolvente prótico;
d) concentración y pulverización de la porción de alto peso molecular con la recuperación de agua y compuestos con un alto valor añadido
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05016942.
Solicitante: LACHIFARMA SRL LABORATORIO CHIMICO FARMACEUTICO SALENTINO.
Nacionalidad solicitante: Italia.
Dirección: STRADA STATALE 16 (ZONA INDUSTRIALE),73010 ZOLLINO LE.
Inventor/es: VILLANOVA,LUIGI, VILLANOVA,LUCIANO, FASIELLO,GIANLUCA, MERENDINO,ALESSANDRO.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 4 de Agosto de 2005.
Fecha Concesión Europea: 23 de Diciembre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- A23L1/30B
- A61K8/34F
- A61Q19/02 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61Q USO ESPECIFICO DE COSMETICOS O DE PREPARACIONES SIMILARES PARA EL ASEO. › A61Q 19/00 Preparaciones para el cuidado de la piel. › para blanquear o decolorar químicamente la piel.
- B01J31/16D
- C02F9/00 QUIMICA; METALURGIA. › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › Tratamiento en varias etapas del agua, agua residual o de alcantarilla.
- C07C37/00P8
- C07C37/60 C […] › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisiso electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 37/00 Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo o grupos O-metal unidos a un átomo de carbono de un ciclo aromático de seis miembros. › por reacciones de oxidación que introducen directamente grupos hidroxilo en un grupo CH perteneciente a un ciclo aromático de seis miembros con otros oxidantes que no sean oxígeno molecular o mezclas de oxígeno molecular y oxidante.
- C07C39/11 C07C […] › C07C 39/00 Compuestos que tienen al menos un grupo hidroxilo u O-metal unido a un átomo de carbono de un ciclo aromático de seis miembros. › Hidroxibencenos alquilados que contienen además grupos hidroxilo unidos acíclicamente, p. ej. saligenol.
Clasificación PCT:
- C02F9/00 C02F […] › Tratamiento en varias etapas del agua, agua residual o de alcantarilla.
Clasificación antigua:
- C02F9/00 C02F […] › Tratamiento en varias etapas del agua, agua residual o de alcantarilla.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para la recuperación de tirosol e hidroxitirosol de aguas residuales de almazara y método de oxidación catalítica con el fin de convertir tirosol en hidroxitirosol.
Esta invención se refiere a un procedimiento para la recuperación de tirosol e hidroxitirosol de las aguas residuales de almazara y a un método de oxidación catalítica de tirosol para dar hidroxitirosol.
Antecedentes de la invención
Se conoce bien el problema de las aguas residuales de almazara. El prensado de las aceitunas en los países productores de aceite crea como subproducto, a una proporción del 40/50% del peso de las aceitunas prensadas, aguas residuales de almazara ricos en compuestos orgánicos sumamente contaminantes (polifenoles) que crean varios problemas medioambientales y ecológicos relacionados con su eliminación y tratamiento.
Se han propuesto muchos métodos para eliminar esta clase de problema, por ejemplo mediante una técnica de fotocatálisis, ozonización, etc., pero hasta hoy en día aún no hay una solución satisfactoria disponible, en particular una solución que no implique una contracción drástica de la producción con un fuerte aumento de los precios.
Por otro lado, se sabe que las aguas residuales de almazara contienen metabolitos de interés para la industria cosmética, farmacéutica, dietética y alimentaria. El aislamiento de estos metabolitos, especialmente del tirosol e hidroxitirosol, a partir de las aguas residuales de almazara, es por tanto un objetivo de interés aplicado particular, gracias a sus propiedades antioxidantes.
Por ejemplo, el documento WO2004/005228 describe un procedimiento de extracción de hidroxitirosol, que comprende la acidificación de las aguas residuales de almazara seguida por extracciones con disolventes orgánicos y fluidos supercríticos.
Un método alternativo para recuperar antioxidantes naturales a partir de aguas residuales de almazara de aceitunas se describió en Skaltsounis et al. ["MINOS Project. Process development for an integrated olive mill waste management recovering natural antioxidants and producing organic fertilizer"; publicado en abril de 2004 y recuperado de Internet el 16 de noviembre de 2005 de http://www.pharm.uoa.g/minos/manualeng.pdf]. Este documento describe un procedimiento para tratar aguas residuales de almazara de aceitunas que comprende fases sucesivas de filtración de aguas residuales, la captura de polifenoles en una resina de adsorbancia, el tratamiento de la salida del flujo de resina en una sistema de nanofiltración/ósmosis inversa, recuperación de los polifenoles adsorbidos en la resina usando disolvente orgánico, la separación térmica final del disolvente y la separación cromatográfica de los polifenoles a partir de la mezcla.
Descripción de la invención
Ahora se ha encontrado un procedimiento para el tratamiento de las aguas residuales de almazara (OMW, oil mill wastewaters) que permite por un lado la destoxificación de las OMW con una recuperación de agua de hasta el 85% para uso civil y de agua de pozo tal como lo promulgado por la ley y, por otro lado, una recuperación de tirosol e hidroxitirosol sumamente puros.
Además, esta invención proporciona un procedimiento para la posterior oxidación catalítica de tirosol para dar hidroxitirosol.
Este procedimiento permite la recuperación de cada componente líquido de partida, la reutilización y el aprovechamiento de cada componente separado individual.
El procedimiento de la invención puede aplicarse fácilmente en la industria sin costes adicionales que influyan en el precio de venta del aceite de oliva y proporciona la posibilidad de comercializar productos a base de hidroxitirosol, que pueden usarse para la salud humana (medicamentos), para el cuidado de la salud (complementos, productos nutracéuticos, cosméticos) y para la industria alimentaria.
El procedimiento de la invención incluye:
- - filtración gruesa (RF, rough filtration), microfiltración (MF), ultrafiltración (UF), nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI) de las OMW;
- - separación cromatográfica de tirosol, hidroxitirosol y otros compuestos fenólicos de la OI concentrada;
- - oxidación del tirosol obtenido para dar hidroxitirosol en presencia de trióxido de metilrenio y de peróxido de hidrógeno en un disolvente prótico;
- - concentración y pulverización de la porción de alto peso molecular con la recuperación de agua y compuestos con un alto valor añadido.
Las fases secuenciales de filtración gruesa, microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa, esquematizadas en la figura 1 haciendo referencia a intervalos especificados de dimensión molecular, permiten recuperar, después de la concentración, al menos 1 g/l de hidroxitirosol y 0,6 g/l de tirosol.
Estos componentes pueden aislarse entonces con una pureza superior al 98% mediante cromatografía en fase inversa en una columna preparatoria.
La columna preparatoria se llena preferiblemente con un copolímero macroporoso de divinilbenceno y N-vinilpirrolidona. Gracias al grupo funcional polar, este copolímero puede conservar las moléculas polares. El uso de columnas llenadas con este copolímero permite aislar los componentes (tirosol, hidroxitirosol, ácido tri-hidroxibenzoico, catecol, etc.) contenidos en la mezcla y en particular para preparar hidroxitirosol con un alto nivel de pureza libre de catecol (orto-difenol que se encuentra en las OMW y es tóxico para los seres humanos).
La razón de concentración (alimento/extracto) en las fases de microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa es preferiblemente superior a 8.
El procedimiento de la invención permite recuperar al menos el 70% del volumen de agua en cuanto al volumen total de partida de las OMW, con una calidad tal que es posible mantenerla dentro de los límites definidos por las leyes actuales sobre el posible uso civil/agrícola (menos de 100 mgO2/l de DQO). Preferiblemente, las fases de ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa se llevan a cabo a pH neutro o alcalino.
Un tratamiento adicional de evaporación/condensación sobre los concentrados de las diferentes fases de filtración permite recuperar aproximadamente un 15% adicional, hasta un total del 85% de recuperación de agua.
La fracción de material orgánico recuperado de las fases anteriores de membrana antes de la ósmosis inversa consiste en compuestos polifenólicos distribuidos en diversas clases de peso molecular.
Estos polifenoles, incluso si varían notablemente en la composición de las unidades individuales, tienen actividad antioxidante y actividad eliminadora de radicales libres típicas del hidroxitirosol (función fenólica estéricamente bloqueada, función catecólica, etc.). Además, estos polifenoles tienen propiedades reológicas características (resistencia, estabilidad, presencia de grupos funcionales polares) que los hacen materiales interesantes para varias aplicaciones en la ciencia de materiales, algunas de las cuales se mencionaran más adelante. En cuanto a las propiedades antioxidantes, está ampliamente documentada la posibilidad de usar polifenoles como antioxidantes para proteger los materiales de plástico (polietileno de alta y baja densidad, poliestireno, etc.) de la fotodegradación oxidativa que determina un rápido aumento de su fragilidad [Composite Films Based on Waste Gelatine: Thermal-Mechanical Properties and Biodegradation Testing; Chiellini E., et al.; Polym. Degrad. Stabil., 2001, 73, 549-555]. Además, debido a las propiedades sumamente quelantes de los polifenoles, éstos pueden usarse como aditivo para la industria del forraje, como vehículo de iones metálicos útiles en la dieta y como antioxidante. El uso de polifenoles en la conservación de alimentos también es una aplicación potencial. Estos polifenoles también pueden usarse para tratar fibras naturales para conferir nuevas características mecánicas y físicas, entre las que están una resistencia mejorada a la fotooxidación, un aumento de la resistencia longitudinal y una modificación significativa de las características de absorción de gases, como por ejemplo el dióxido de carbono (particularmente útil para preparar filtros a partir de fibras para purificar aire) [Esterification of cellulose-Enriched Agricultural By-Products and Characterisation of Mechanical Properties of Cellulosic...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para tratar las aguas residuales de almazara (OMW) y especialmente para la preparación de tirosol y/o hidroxitirosol, que consiste en:
- a) filtración gruesa (RF), microfiltración (MF), ultrafiltración (UF), nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI) de las OMW;
- b) separación cromatográfica de tirosol, hidroxitirosol y otros compuestos fenólicos de la OI concentrada;
- c) oxidación del tirosol así obtenido para dar hidroxitirosol en presencia de trióxido de metilrenio y de peróxido de hidrógeno en un disolvente prótico;
- d) concentración y pulverización de la porción de alto peso molecular con la recuperación de agua y compuestos con un alto valor añadido.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa a) la razón de concentración (alimentada/extracto) es superior a 8.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa a) las fases de ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa se llevan a cabo a pH neutro o alcalino.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en la etapa a) la temperatura es inferior a 60ºC.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que en las etapas desde la a) a la d) el procedimiento también puede llevarse a cabo en atmósfera controlada e inerte.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa c) se lleva a cabo en una fase homogénea usando el catalizador trióxido de metilrenio unido a una matriz polimérica en disolventes próticos.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa c) se lleva a cabo en una fase heterogénea usando el catalizador trióxido de metilrenio unido a una matriz polimérica en disolventes próticos.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 y 7, en el que la matriz polimérica consiste en polivinilpiridina o poliestireno.
9. Procedimiento según la reivindicación 6 y 7, en el que en la etapa c) el disolvente se selecciona de agua, etanol o ácido acético.
10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la separación cromatográfica de los componentes de OMW se lleva a cabo en una fase estacionaria que consiste en un copolímero de divinilbenceno/N-vinil-2-pirrolidona.
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