REGULACION DE TEMPERATURA DURANTE UNA EXTRACCION ALCALINA.

Proceso para extraer material biológico escogido entre remolacha azucarera,

betarraga cortada o entera, achicoria y caña de azúcar, en una planta de extracción, donde la temperatura del material biológico se incrementa en el transcurso de la extracción, desde su inicio hasta el final, siguiendo un gradiente de temperatura creciente

Regulación de temperatura durante una extracción alcalina.

La presente invención se refiere a métodos de extracción y obtención de sustancias contenidas en materiales biológicos seleccionados entre remolacha azucarera, betarraga y recortes de betarraga, achicoria y caña de azúcar.

Las plantas contienen generalmente componentes, también especialmente de tipo hidrosoluble como sacarosa, inulina o almidón. Estos componentes están incluidos en células vegetales y separados por membranas biológicas que evitan la salida de jugo celular. Por lo tanto la elaboración extractiva del material celular requiere como etapa previa la destrucción de estas membranas, para que pueda salir el jugo celular. Esta denominada desnaturalización del material vegetal suele efectuarse calentándolo a temperaturas superiores a 70ºC. Primero se calienta el material vegetal y seguidamente este material vegetal desnaturalizado se somete a una extracción, la cual tiene lugar conduciendo el medio extractor en contracorriente respecto al material cortado, de modo que éste cede el azúcar y lo transfiere al medio extractor. En general el medio extractor está más frío que el material vegetal tras la desnaturalización térmica. Por tanto la temperatura del material cortado disminuye a lo largo del trayecto de extracción, es decir, el material cortado se enfría gradualmente a lo largo del trayecto de extracción. Según los procesos de extracción conocidos la remolacha cortada se calienta lo más rápidamente posible a temperaturas por encima de 70ºC y se extrae a contracorriente con el medio extractor, casi siempre agua, por ejemplo agua fresca o condensado. Como resultado se forma un gradiente de temperatura descendente, desde la entrada del material cortado caliente hasta su salida.

Sin embargo este proceso, condicionado por la extracción en un intervalo de temperatura (65ºC hasta 75ºC), en el cual ya ocurren variaciones de textura en la sustancia sostén del material cortado, produce alteraciones químicas en el mismo. Como consecuencia se disuelven componentes no sacáricos del material cortado, rebajando la pureza del extracto. Del mismo modo la temperatura elevada debilita la textura del material cortado, lo cual es importante, pues generalmente como etapa siguiente se realiza una deshidratación mecánica del material cortado, por ejemplo mediante una prensa de doble cabezal. La debilitación de la textura del material cortado a causa de su tratamiento a temperatura elevada también dificulta su deshidratación.

La extracción de sustancias contenidas en materiales biológicos está descrita, p.ej., en las patentes FR 2334395, GB 782652, EP 1002879 y DE 19837958.

Por tanto el problema técnico subyacente a la presente invención consiste, concretamente, en proporcionar un proceso que permita extraer por disolución, de manera muy selectiva y lo más completa posible, componentes de materiales biológicos escogidos entre remolacha azucarera, betarraga y recortes de betarraga, achicoria y caña de azúcar, y que al mismo tiempo produzca un extracto de gran pureza con el menor deterioro de la estructura del material cortado, a un coste económico.

La presente invención está caracterizada en las reivindicaciones y en la siguiente descripción, y resuelve este problema ofreciendo un método de extracción de sustancias, sobre todo hidrosolubles, por ejemplo azúcares, de materiales biológicos escogidos entre remolacha azucarera, betarraga y recortes de betarraga, achicoria y caña de azúcar, en el cual el material biológico se somete en la planta de extracción a un gradiente de temperatura creciente durante la extracción, es decir, el material biológico se calienta en el curso de la extracción, desde su entrada hasta su salida. Así pues, la presente invención prevé un proceso de extracción de material biológico, sobre todo remolacha, preferentemente cortada, en una planta de extracción de remolacha, donde la temperatura del material biológico, sobre todo remolacha y preferentemente cortada, aumenta en la planta de extracción de remolacha durante su extracción, desde la entrada del material cortado hasta su salida, es decir, se forma un gradiente de temperatura creciente o inverso a lo largo del trayecto de extracción o durante la extracción.

En el marco de la presente invención, como material biológico se entiende aquel que puede someterse a una extracción con un medio extractor, para obtener componentes, especialmente sustancias hidrosolubles. El material biológico vegetal se elige entre remolacha azucarera, betarraga, caña de azúcar y achicoria o partes o trozos de ellas, sobre todo remolacha cortada. El material biológico también puede estar en forma de suspensiones o en forma sólida, por ejemplo como recortes de remolacha o como mezcla de remolacha cortada y jugo, en la cual el jugo puede ser jugo celular obtenido mediante tratamientos previos del material biológico como cortado, desnaturalización térmica o electroporación.

En el marco de la presente invención, un medio extractor es un medio que puede servir para extraer componentes de materiales biológicos, por ejemplo agua, sobre todo agua fresca o condensado de una fábrica de azúcar.

En el marco de la presente invención se entiende como extracción un proceso de separación para disolver ciertos componentes, especialmente azúcares, contenidos en mezclas de sustancias sólidas o líquidas, sobre todo de material biológico, con la ayuda de disolventes adecuados, donde no hay ninguna reacción química entre el disolvente y el producto disuelto, es decir el componente del material biológico. Tal como se ha dicho, para obtener componentes hidrosolubles de materiales biológicos se emplea preferentemente agua en fase líquida como medio de extracción, por ejemplo para obtener azúcar a partir de remolacha o de remolacha cortada. En una variante se pueden obtener adicional o exclusivamente componentes liposolubles del material biológico mediante el uso de disolventes apolares y/u orgánicos.

Por lo tanto la presente invención prevé que el material biológico objeto de extracción sea conducido - si es preciso tras un tratamiento de, por ejemplo, cortado y/o electroporación y/o desnaturalización térmica - a un proceso de extracción con una determinada temperatura inicial que luego se va incrementando con el tiempo hasta el final de la extracción. La presente invención prevé aumentar la temperatura del material biológico durante la extracción, o considerado espacialmente a lo largo del trayecto de extracción, de manera preferente en al menos 10ºC, en al menos 15ºC, en al menos 20ºC, en al menos 25ºC o con mayor preferencia en al menos 30ºC. En una forma de ejecución especialmente preferida esto se puede realizar conduciendo el medio extractor al proceso de extracción, y por tanto al material biológico objeto de extracción, más caliente que el material biológico. De manera preferente el medio extractor se conduce a contracorriente respecto al material biológico, con lo cual el medio extractor fresco se encuentra primero con el material biológico, ya al final del trayecto de extracción, donde calienta el producto extraído y más adelante en el curso de la extracción va cediendo calor al material biológico, en cantidad gradualmente menor, hasta el comienzo del trayecto de extracción. Así se invierte ventajosamente el perfil de temperatura, con un aumento de temperatura del material biológico a lo largo del trayecto de extracción. Este procedimiento tiene además la ventaja de que el principio de contracorriente no sirve solo para el flujo de materiales, sino también para el flujo térmico, lo cual permite reducir la demanda de calor de la planta de extracción. En una forma de ejecución especialmente preferida se prevé que al entrar en la extracción -es decir preferiblemente, al entrar en la zona final de la extracción- el medio extractor tenga una temperatura de 40 hasta 100ºC, preferiblemente de 50 hasta 80ºC, con lo cual ésta va disminuyendo a medida que avanza la extracción, la cual sucede preferentemente a contracorriente, al ceder calor al producto extraído, es decir al material biológico, el cual se calienta a contracorriente durante la extracción.

El proceso de la presente invención mejora la capacidad de deshidratación del tejido de la remolacha, aumenta el rendimiento de la extracción y la pureza del extracto, especialmente debido al tratamiento suave del material biológico, en concreto del tejido de la remolacha, logrado con el previsto gradiente inverso de temperatura, y a la disgregación celular efectiva. La alta temperatura al final del proceso de extracción permite extraer también los...

1. Proceso para extraer material biológico escogido entre remolacha azucarera, betarraga cortada o entera, achicoria y caña de azúcar, en una planta de extracción, donde la temperatura del material biológico se incrementa en el transcurso de la extracción, desde su inicio hasta el final, siguiendo un gradiente de temperatura creciente.

2. Proceso según la reivindicación 1, en que la temperatura del material biológico está comprendida en un intervalo de 0ºC hasta 40ºC a la entrada del material.

3. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura del material biológico está comprendida en un intervalo de 25 hasta 36ºC a la entrada del material.

4. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura del material biológico está comprendida en un intervalo de 40 hasta 80ºC a la salida del material.

5. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura del material biológico está comprendida en un intervalo de 60 hasta 90ºC a la salida del material.

6. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura del material biológico está comprendida en un intervalo de 65 hasta 75ºC a la salida del material.

7. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura del material biológico está comprendida en un intervalo de 40 hasta 60ºC a la salida del material.

8. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura del material biológico está comprendida en un intervalo de 45 hasta 55ºC a la salida del material.

9. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el material biológico ha sido sometido a una electroporación antes de la extracción.

10. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual se han aplicado sustancias auxiliares al material biológico antes de la extracción, preferentemente cal y/o lechada de cal y/o una solución de sacarato cálcico.

11. Proceso según la reivindicación 10, donde el tratamiento con cal, lechada de cal o solución de sacarato cálcico tiene lugar por debajo de 20ºC.

12. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la extracción es de tipo alcalino.

13. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en que la temperatura del material biológico durante la extracción se incrementa gradualmente mediante el medio de extracción, preferiblemente a contracorriente.

14. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el medio de extracción presenta una temperatura de 50 hasta 80ºC al comienzo de la extracción.

15. Proceso según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el medio de extracción es agua.

16. Proceso para aumentar la compresibilidad del material biológico extraído, sometiéndolo a una electroporación y seguidamente a una extracción según una de las reivindicaciones 1 hasta 15.

17. Proceso para obtener material biológico extraído, caracterizado porque el material biológico se somete a una extracción según una de las reivindicaciones 1 hasta 15.