PRODUCTO OXIDANTE DE ETILENO PARA LA CONSERVACIÓN DE LAS FRUTAS Y VERDURAS.

Producto adsorbente de etileno basado en sustratos silicatos de alta porosidad,

preferiblemente zeolita debida a que tiene el tamaño de poro adecuado para optimizar la reacción de oxidación, que soporta el material activo, permanganato sódico, contenidos en una bolsa permeable al aire e impermeable a los líquidos hecho de un polietileno de alta densidad, que permite absorber el etileno, y mantener el producto alejado de los alimentos. El producto se usa en el interior de frigoríficos en un envase plástico en forma de huevo, con unos orificios que permiten el paso del aire que contiene etileno y que además cambia de color, indicando que la temperatura es óptima para la conservación de frutas y verduras.

Producto oxidante de etileno para la conservación de las frutas y verduras

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Este producto está destinado a eliminar el etileno que es el principal gas responsable de la maduración de las frutas y verduras recolectadas. Lo que se pretende es aumentar la vida útil comercialmente de las mismas. El procedimiento de fabricación de este producto se basa en la impregnación de sustratos silicatos de elevada porosidad y superficie específica con permanganato sódico líquido de elevada concentración. Con estos sustratos silicatos se aumenta la superficie de reacción del permanganato que elimina el etileno mediante una oxidación haciéndolo más eficaz que si se pusiera simplemente el producto oxidante del etileno.

Estos compuestos químicos no deben estar en contacto con los alimentos. Por ello este producto, que incluye una sustancia que oxida el etileno, se utiliza embolsado en un material permeable al aire, pero no permeable a los líquidos con lo que se consigue que el material oxidante actúe estando contenido en un soporte seguro.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El etileno es una fitohormona que acelera la respiración en vegetales, que provoca la maduración de los frutos climatéricos, es decir en aquellos frutos como el plátano, la manzana, la pera, el melón, la ciruela o el tomate que son capaces de madurar aún después de haber sido recolectados. Esta maduración puede provocar cambios no deseados en la textura, olor y sabor de esos vegetales. De ahí la importancia de la eliminación de ese gas responsable del proceso, tanto por medios físicos, utilizando materiales porosos tipo silicatos, como por medios químicos, utilizando permanganatos.

El permanganato potásico es el compuesto más utilizado comercialmente para eliminar etileno en aplicaciones alimentarias. En particular es utilizado en un gran número de envases activos, denominados en la terminología internacional en inglés como “ethylene scavengers”, como el que se preconiza en la patente JP3285638 que describe la utilización de sales tanto permanganato potásico como sódico sobre un sustrato de zeolita en un ratio superior a 1’5. Es decir, en una mezcla en la que el peso del sustrato de zeolita es 1’5 veces mayor al peso de la materia activa formada por una sal de permanganato. Este material se utiliza embolsado dentro de unas cajas de cartón corrugado para productos alimentarios perecederos.

En relación con la eliminación de etileno en cámaras de conservación o frigoríficos, es conocido en el estado de la técnica la utilización de sales de permanganato con silicatos para controlar la humedad y la concentración de etileno. Como por ejemplo en la patente ES2000064 y su adición número 2006735, se describe la utilización para la conservación de plantas y frutas recolectadas, de sepiolita de Vallecas con permanganato potásico en concentraciones de entre el 0’5% y el 10% en peso que es difícil de industrializar porque el permanganato potásico es un sólido que tiene solubilidad en agua de un 6% a 20ºC.

El permanganato potásico es utilizado también en la patentes ES2081261 en la que no se resuelven los problemas de solubilidad en el procedimiento de fabricación que han sido anteriormente señalados. La patente WO0130658 describe una caja de cartón en la que en su interior está embolsada en un material denominado Tyvek una sal de permanganato que utiliza zeolita como sustrato para absorber etileno en frigoríficos domésticos, pero presenta el mismo inconveniente de fabricación industrial porque se utiliza permanganato potásico en lugar de un sal de permanganato sódico que tiene una mayor solubilidad al agua y proporciona una mayor concentración de producto oxidante de etileno.

Como en el caso anterior, la patente WO2006041608 utiliza también un compuesto que absorbe etileno y que está envasado en Tyvek. En este caso se solventa los problemas de solubilidad del permanganato potásico utilizando una sal de permanganato sódico disuelta al 40% sin embargo el soporte de la misma es un tierra de diatomeas, que es un compuesto que tiene un tamaño de poro demasiado elevado para que sea un sustrato en el que esté optimizada la reacción de oxidación del etileno.

Finalmente, la patente ES2129312 describe un producto absorbente producido a base de sales de manganeso que presenta el inconveniente que necesita utilizar un medio secante en el procedimiento de fabricación.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención consiste en un procedimiento de fabricación de un producto absorbente de etileno y del producto absorbente en sí mismo, que está formado por la combinación de silicatos y permanganatos, en particular permanganato sódico líquido absorbido sobre un sustrato de zeolita.

La reacción que tiene lugar para la eliminación del etileno es la siguiente:

4NaMnO4 + C2H4 -4 MnO2 + 2 CO2 + 4NaOH

Por tanto la reacción que produce el producto absorbente de etileno es en realidad un proceso de oxidación del etileno que reacciona con el permanganato para obtener dióxido de carbono. Se consigue retirar un gas perjudicial para las frutas y verduras, prolongando la vida de las mismas.

La duración del gránulo formado por zeolita y la sal de permanganato sódico, que para facilitar la compresión de la invención denominaremos en adelante como el retardador, es inversamente proporcional al nivel de etileno de la atmósfera que se quiera tratar. Por lo tanto, es de suma importancia la cantidad de sustancia activa, es decir de la sal de permanganato sódico, ya que es la encargada de oxidar dicho gas hasta que sea inactivo fisiológicamente.

Para ello, la mejora frente a otros productos de éste tipo se basa fundamentalmente en la utilización de permanganato sódico en lugar de permanganato potásico, debido al estado líquido en que podemos encontrar el permanganato sódico en comparación con el permanganato potásico, que es un sólido que tiene solubilidad en agua de un 6% a 20ºC. Para aumentar el porcentaje de permanganato en el retardador y consiguientemente el rendimiento del producto, la presente invención utiliza el permanganato sódico en lugar del permanganato potásico. Se consigue la primera ventaja de fabricación del retardador que conlleva esta invención, ya que, utilizando permanganato sódico podemos obtener comercialmente en el mercado disoluciones de elevada concentración, mientras que, utilizando el permanganato potásico, podremos llegar a una concentración de un 20% utilizando una temperatura de 65ºC, con lo que el proceso se complicaría, ya que sería necesario calentar hasta la mencionada temperatura, y la concentración de la disolución que se conseguiría sería siempre menor que la que se puede adquirir comercialmente de permanganato sódico.

Una ventaja adicional de la utilización de permanganato sódico es la mayor concentración que se consigue en el retardador, sin tener que emplear medios secantes como otras patentes, ya que, haciendo uso de la ventaja inicial, se consigue que no sea necesario emplear secadores industriales, para conseguir una concentración final de permanganato más alta que en otros procesos industriales similares.

Para la elección del sustrato es importante considerar la superficie específica de este material para mejorar la absorción del permanganato. A mayor superficie específica, mayor cantidad de permanganato se puede absorber. Pero también es de gran importancia el tamaño de poro del sustrato, ya que no sólo importa que el sustrato tenga elevada superficie específica para que se absorba mucho permanganato, sino que debemos tener en cuenta el posible “efecto de tamizmolecular”. Así, debido a que el absorbato es el etileno, y se presupone un diámetro atómico de 3.57 Ángstrom, según dato de interpolación, utilizando una gráfica con pesos moleculares y diámetros atómicos conocidos, se sabe que la capacidad de adsorción de las moléculas de etileno en los centros de reacción, es decir los poros del sustrato, depende de la proporción de poros cuyo tamaño es el adecuado.

Se sabe que para que un poro sea apto para que una molécula se albergue en él para su reacción, su diámetro ha de ser de una a cinco veces superior al diámetro de la molécula. Por tanto, la zeolita, que en general cubre un rango detamaño de poro de 3 a 10 Ángstrom, siendo es un material idóneo para albergar en su interior las moléculas de etileno para su posterior oxidación por el permanganato.

No se puede decir lo mismo de la tierra de diatomeas, que son rocas silíceas provenientes de restos fosilizados de plantas unicelulares acuáticas, y tienen un esqueleto silíceo que mide entre 50 y 120 micras en estado mineral,... [Seguir leyendo]

1. Producto oxidante de etileno, para la conservación de las frutas y verduras recolectadas para aumentar la vida de las mismas, caracterizado por la utilización en su fabricación de permanganato sódico, que actúa como agente oxidante del etileno y que por su alta solubilidad permite ser utilizado en una concentración elevada, entre e.

20. 60%, para mezclarlo con sustratos silicatos de elevada porosidad, preferiblemente zeolita usada como silicato poroso, con untamaño medio de poro de 3 a 10 Ángstrom, que es el tamaño adecuado para albergar en su interior las moleculas de etileno, optimizando la reaccion con el permanganato sódico.

2. Producto oxidante de etileno para la conservación de las frutas y verduras, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se obtiene en un proceso de fabricación basado en mezclar la zeolita en una concentración entr.

7. 90%, preferiblemente un 80%, con permanganato sódico líquido de concentración entr.

2. 60%, preferiblemente de un 40%, y añadido sobre dicha zeolita en una concentración entre 10-30%, preferiblemente en un 20%, utilizando para ello un mezclador, mediante simple agitación, hasta que se consigue una homogeneidad de color en la zeolita impregnada, consiguiéndose una concentración final de permanganato sódico entre un 4-12%, preferiblemente un 8%.

3. Producto oxidante de etileno para la conservación de las frutas y verduras, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado por estar contenido en una bolsa (4) permeable al aire e impermeable a los líquidos, de un material plástico hecho a base de polietileno de alta densidad, consiguiéndose una barrera resistente capaz de separar la materia activa de la fruta y verdura, sin que dicha bolsa de polietileno deje pasar la sustancia activa hacia el exterior, y consiguientemente se quede teñido e inservible.

4. Producto oxidante de etileno para la conservación de las frutas y verduras, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la bolsa de polietileno que contiene en su interior el permanganato sódico y la zeolita, se introduce en un soporte plástico con forma de huevo con orificios (2) , (2’) , (2”) , para permitir el paso del aire y que está fabricado con tintas termocrómicas que cambian de color una vez que se introduce en el frigorífico indicando que la temperatura de funcionamiento es correcta.