Procedimiento para la obtención y aislamiento de un fertilizante orgánico y de semillas de uva a partir de residuos de uva.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención y aislamiento de un fertilizante orgánico y de semillas de uva,

a partir dc residuos de uva. Éstos se someten a un proceso de vermiconversión, en el cuál las partes más lábiles se transforman en un fertilizante orgánico de alta calidad y libre de polifenoles. El tamizado del fertilizante orgánico da lugar a un rechazo, formado mayoritariamente por semillas de uva. Éstas mantienen un elevado porcentaje de su contenido polifenólico inicial, y son más accesibles para su extracción, lo que facilita la obtención de extractos polifenólicos. Se trata de un procedimiento ventajoso por ser respetuoso con el medio ambiente, sus bajos costes económicos y el valor añadido de productos obtenidos.

Procedimiento para la obtención y aislamiento de un fertilizante orgánico y de semillas de uva a partir de residuos de uva.

Sector de la técnica

La presente invención se sitúa en el sector del compostaje de materia orgánica realizado por lombrices (vermicompostaje), más concretamente en el vermicompostaje de residuos de uva. En particular la presente revisión hace referencia a un procedimiento de vermicompostaje de residuos de uva que permite obtener de forma simultánea un fertilizante y semillas de uva que pueden destinarse a diversos usos.

Antecedentes

Los sistemas de vermicompostaje sostienen una compleja cadena trófica donde las lombrices de tierra detritívoras interactúan de forma intensa con los microorganismos descomponedores, acelerando así la estabilización de la materia orgánica y modificando sus propiedades físicas y bioquímicas (Domínguez et al., 2010). El vermicompostaje es un proceso de biooxidación, degradación y estabilización de los sustratos orgánicos que se desarrolla en dos fases, que se pueden resumir en:

a) Una fase inicial o activa, en la que las lombrices acondicionan y fragmentan el sustrato, incrementando así la superficie disponible para el ataque de los microorganismos y modificando sus propiedades físicas y biológicas (Domínguez et al., 2010).

b) Una fase de maduración en la que los microorganismos asumen el control y degradan compuestos más complejos como la celulosa o la lignina. La duración de esta etapa está condicionada por la composición del material de partida y la eficacia de la fase activa, que depende a su vez de la especie y de la densidad de lombrices, así como de sus tasas de ingestión y procesado de la materia orgánica (Domínguez et al., 2010).

Las lombrices de tierra adecuadas para realizar el proceso de vermicompostaje pertenecen a la categoría ecológica de epigeas, las cuales tienen una gran capacidad para colonizar residuos orgánicos, ciclos de vida cortos, alta tasa de reproducción, rápida tasa de consumo y digestión, baja sensibilidad a la manipulación y toleran un amplio rango de condiciones ambientales (Domínguez & Edwards, 2010).

Las lombrices son pues aceleradores del proceso de descomposición de la materia orgánica por medio del vermicompostaje, transformando las partes más lábiles en un vermicompost ya estabilizado, homogéneo, rico en nutrientes y de granulometría fina; facilitando así la separación mecánica del vermicompost de su rechazo (Domínguez, 2004).

Constituye por tanto un método muy eficiente para el tratamiento de residuos orgánicos sólidos, desde la eliminación de su potencial contaminante hasta la conversión de estos residuos en biofertilizantes y/o bioplaguicidas. El vermicompostaje es una tecnología rápida y de bajo coste para la gestión de residuos poco valorados de diferente naturaleza (Domínguez & Edwards, 2010).

Mientras que el compostaje ha sido empleado con éxito en el tratamiento de residuos procedentes de la industria vitivinícola, existen pocos estudios sobre la aplicación del vermicompostaje para el reciclaje de los mismos (Nogales et al., 2005; Romero et al., 2010; Gómez-Brandón etai, 2011).

El bagazo está compuesto por los raspones, hollejos, pulpa y semillas que quedan después, del prensado de la uva. De cada 100 kg de uva procesada se obtienen aproximadamente entre 15 y 20 kg de este subproducto. Se estima que a nivel mundial, la industria vitivinícola produce una cantidad de al menos 10 millones de toneladas anuales de bagazo de uva, de los cuales en España se produce alrededor de 1 millón de toneladas.

Se trata de un sustrato muy valioso debido a su alto contenido en nutrientes, principalmente nitrógeno y potasio; y además de polifenoles, posee cantidades importantes de lignina y celulosa. Durante la fermentación del mosto el bagazo pierde compuestos polifenólicos que pasan al vino. Sin embargo, una cantidad importante de polifenoles permanecen en el bagazo, manteniendo una buena actividad antioxidante, por lo que su aprovechamiento es de especial interés para obtener productos bioactivos (González-Paramás et al., 2004).

Además de para destilar aguardientes y licores, una de las principales aplicaciones del bagazo es su utilización como enmienda orgánica en los campos de cultivo, pero sin un proceso de tratamiento previo (Bustamante, 2007). Esto produce la liberación de polifenoles en el suelo los cuales pueden inhibir el crecimiento de las raíces y, en consecuencia, afectar al desarrollo de las plantas. Existe una relación directa entre el contenido de polifenoles y la fitotoxicidad (Inderjit, 1996), pudiendo ser perjudicial su utilización como abono orgánico.

Descripción breve de la invención

Los autores de la presente invención han desarrollado un procedimiento que permite el aprovechamiento de residuos de uva. Dicho procedimiento permite obtener de manera simultánea un abono orgánico de alta calidad, libre de polifenoles, lo cual lo hace especialmente indicado en agricultura orgánica; y también semillas separadas, que no están afectadas por el proceso de vermicompostaje, y que son una excelente fuente de polifenoles bioactivos. Ambos productos se obtienen en un único procedimiento, aislados entre sí y del resto de residuos del proceso. El procedimiento que se describe en la presente invención es económico, sencillo, eficaz y fácilmente industrializable.

Así, en un aspecto la invención se dirige a un procedimiento para la obtención y aislamiento de un fertilizante orgánico y de semillas de uva, a partir de residuos de uva, que comprende;

a) airear y humidificar el residuo de uva,

b) poner en contacto el residuo de uva obtenido en la etapa a) con un lecho que contiene lombrices,

c) mantener la humedad de la mezcla entre un 70 y un 95% de humedad,

d) tamizar la mezcla resultante de la etapa e) para obtener un fertilizante orgánico y un rechazo,

e) aislar las semillas de uva del rechazo.

En otro aspecto, la invención se dirige al fertilizante obtenible según el procedimiento descrito anteriormente.

En otro aspecto la invención se dirige al uso de las semillas obtenibles en la etapa e) del procedimiento descrito anteriormente para la fabricación de aceite, harina o extracto.

Descripción de las figuras

Figura 1. Esquema del procedimiento que emplea como material de partida residuos de uva (B) para la obtención de un fertilizante orgánico (E) y de semillas de uva (F).

A) vermirreactor,

B) bagazo de uva,

C) lombrices de tierra,

D) 30-40 días,

E) fertilizante orgánico libre de polifenoles,

F) semillas de uva,

G) tamizado manual o mecánico.

Figura 2. Comparación de la evolución de la concentración de polifenoles totales (mg GAE g'1 peso seco) en las muestras de fertilizante orgánico sin tamizar (mezcla obtenida en la etapa e) del procedimiento (trazo gris) y del fertilizante tamizado (trazo negro), a partir del día 42 del proceso.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere al proceso de conversión de un residuo de la industria vitivinícola en varios productos útiles y económicamente rentables de manera simultánea.

El procedimiento de la invención está diseñado para la obtención de un abono orgánico rico en nutrientes y libre de fitotóxicos; proceso que paralelamente rinde semillas de uva aisladas que pueden utilizarse para la obtención de polifenoles, para la obtención directa de aceite, harina, etc. Adicionalmente, se obtiene un aumento en el número y la biomasa de lombrices, en relación al inoculo inicial; lombrices que también pueden destinarse a diversos usos: agentes en nuevos procesos de vermicompostaje, cebo de pesca, alimentación animal, etc. También se pueden recoger fácilmente capullos (ootecas) de lombriz, otra forma de comercialización de las lombrices, a lo largo de todo el proceso.

Se trata de una tecnología ventajosa por ser respetuosa con el medio ambiente (consumo mínimo de agua y energía), sus bajos costes económicos y la diversidad de productos obtenidos con valor añadido.

El procedimiento descrito anteriormente es sencillo, económico y de fácil implementación sin grandes inversiones en infraestructura, pudiendo adecuarse a las distintas necesidades de empresas de diversos sectores. Las bodegas pueden optar por reciclar su propio bagazo, generando abono para sus propios viñedos (u otros cultivos) y comercializando las semillas aisladas como fuente de polifenoles bioactivos o cualquier otro uso potencial. También pueden optar por vender el bagazo a otra empresa que desarrolle el proceso de vermiconversión y comercialice después ambos productos.

1. Procedimiento para la obtención y aislamiento de un fertilizante orgánico y de semillas de uva, a partir de residuos de uva, que comprende;

a) airear y humidificar el residuo de uva,

b) poner en contacto el residuo de uva obtenido en la etapa a) con un lecho que contiene lombrices,

c) mantener la humedad de la mezcla entre un 70 y un 95% de humedad,

d) tamizar la mezcla resultante de la etapa c) para obtener un fertilizante orgánico y un rechazo,

e) aislar las semillas de uva del rechazo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde el residuo de uva se selecciona de entre bagazo, lías, pulpa, piel, semillas e incluso orujos agotados (residuo de destilación), o sus combinaciones.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y 2, donde el residuo de uva es bagazo.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, donde, el residuo de uva de la etapa a) se humidifica entre un 70% y un 95% de humedad.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, donde el residuo de uva se almacena entre- 40°C y 20°C previamente a la etapa a).

6. Procedimiento según la reivindicación 1, donde las lombrices de la etapa b) se seleccionan de entre las lombrices de tierra de las especies Eisenia andrei y Eisenia fétida.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, donde la humedad de la mezcla en la etapa c) se mantiene de entre un 75 y 90% de humedad.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, donde el tamizado de la etapa d) se realiza con una malla de entre 2 mm y 5 mm de luz.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una etapa adicional entre las etapas e) y d) que comprende alimentación continua.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende;

a) airear y humidificar bagazo entre un 75 y 90% de humedad,

b) poner en contacto el bagazo obtenido en la etapa a) con un lecho que contiene lombrices que se seleccionan de entre las lombrices de tierra de las especies Eisenia andrei y Eisenia fétida,

c) mantener la humedad de la mezcla entre un 75 y un 90% de humedad,

d) tamizar la mezcla resultante de la etapa e) con una malla de entre 2 mm y 5 mm de luz para obtener un fertilizante orgánico y un rechazo,

e) aislar las semillas de uva del rechazo.

11. Fertilizante obtenible según el procedimiento descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Fertilizante según la reivindicación 11 caracterizado por tener una concentración de polifenoles totales inferior a 14 mg equivalentes de ácido gálico por gramo de residuo de uva seco.

13. Uso de las semillas obtenibles en la etapa e) del procedimiento descrito según la

reivindicación 1, para la fabricación de aceite, harina o extracto.