ES2374280T3

ES2374280T3 - Procedimiento para recuperar los componentes de agua residual procedente de almazara con tecnolog�?a de membranas.

Info

Publication number: ES2374280T3
Application number: ES05761486T
Authority: ES
Inventors: Massimo Pizzichini; Claudio Russo
Original assignee: VERDIANA Srl; Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA
Current assignee: VERDIANA Srl; Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: AU2005254342A1; WO2005123603A1; ATE527215T1; ITRM20040292A1; AU2005254342B2; EP1773721A1; EP1773721B1

Abstract

Un proceso para recuperar totalmente los componentes quimicos del agua residual procedente de almazara (OMW) que incluye, en secuencia, las siguientes operaciones: a) recoger el OMW de materia prima tras el proceso de molienda de la aceituna; b) ajustar el pH de dicho OMW dentro del intervalo d. 3. 4, 5; c) tratar dicho OMW obtenida en la operación anterior por medio de hidrólisis enzimatica; d) separar los componentes de particulas y suspendidos, procedentes de la operación anterior, y un producto liquido parcialmente depurado; e) tratar dicho producto liquido procedente de la operación d) mediante micro-filtración tangencial (MF) y proporcionar una fase de fracción retenida y una fase de permeado; f) tratar el permeado procedente de la operación anterior por medio de nano-filtración tangencial (NF) y proporcionar una fase de fracción retenida y una fase de permeado; g) tratar el permeado procedente de la operación f) por medio de 6smosis inversa (RO) y proporcionar una fase de fracción retenida rica en polifenoles purificados y un permeado formado por agua purificada; siendo dicha fase sólida procedente de la operación d) y dicha fase de fracción retenida procedente de la operación e) reutilizables como substrato para la producción de compost o para procesos de fermentación anaerobios, y siendo dicha fase de fracción retenida procedente de la operación f) reutilizable para la extracción de poli (compuestos de fenol) a partir de la misma.

Description

Procedimiento para recuperar los componentes de agua residual procedente de almazara con tecnologia de membranas

Campo de la inveneian

La invenci6n se refiere a un proceso para recuperar totalmente los componentes quimicos de agua residual procedente de almazara con tecnologia de membranas. Del modo mas especifico, la invenci6n se refiere a una proceso de separaci6n selectiva de los componentes presentes en el agua residual procedente de almazara, que permite la recuperaci6n de poli(compuestos fen6licos) presentes en la misma, la reutilizaci6n del concentrado para la producci6n de fertilizantes y posiblemente biogas, y la obtenci6n de un producto acuoso altamente purificado que tambien se puede usar como componente basico en bebidas.

Como se sabe, la producci6n de aceite de oliva genera cantidades considerables de agua residual (es decir, agua residual procedente de almazara, OMW) cada ano, asi como tambien grandes cantidades de residuos s6lidos - residuos de aceituna - cuya eliminaci6n con respecto a la legislaci6n vigente es uno de los mayores problemas ambientales de las zonas mediterraneas. Normalmente, la cantidad de agua residual procedente de almazara generada con respecto al producto procesado depende del tipo de aceituna procesado, el sistema de extracci6n empleado y las condiciones de procesado, pero se puede considerar que alcanzar un valor medio 70-120 % del peso de las aceitunas procesadas. El impacto contaminante de este agua residual, expresado como Demanda Ouimica de Oxigeno (DOO) se estima como media entre 40 y 195 g/l de oxigeno, con una DBO (Demanda Biol6gica de Oxigeno) de aproximadamente 35-100 g/l de O2.

En general, las aceitunas destinadas a la producci6n de aceite de oliva virgen extra en primer lugar son separadas para eliminar las hojas, lavadas con agua, machacadas usando varias tecnicas (molinos de cuba y otras formas de dispositivos de machaqueo y prensas basadas en martillos, discos, rodillos, cortadoras o de tipo mixto) y posteriormente son sometidas a amasado, lo que sirve para re-mezclar la pasta de aceitunas con el fin de facilitar la agregaci6n de las micro-gotas de aceite, que se separan del agua y de los componentes s6lidos haciendo uso de medios mecanicos. Esta separaci6n mecanica del aceite, que se puede obtener por medio de prensado y centrifugaci6n, dar lugar al propio aceite, agua residual y residuos de aceituna.

En la producci6n de aceite de oliva se usan dos sistemas de extracci6n diferentes: el molino tradicional de aceituna, que produce un proceso de prensado discontinuo, y el sistema continuo, que trabaja por medio de centrifugaci6n. Ambos sistemas incluyen una etapa inicial de procesado en el que las aceitunas son lavadas y posteriormente reducidas a pasta en el interior de un dispositivo mecanico de machaqueo. Posteriormente, la pasta experimenta prensado, en el caso de los molinos de aceituna tradicionales, para dar lugar a la producci6n de un residuo - residuos de aceituna - y un producto liquido denominado "mosto". A continuaci6n, se centrifuga el "mosto" para separar una fracci6n oleosa que constituye el aceite de primer prensado, mientras que la fracci6n acuosa es el agua residual de este proceso. Con respecto a los sistemas de tipo continuo, denominados "sistemas de tres fases", que se encuentran mas en uso en la actualidad, la pasta de aceituna se envia directamente a separaci6n por medio de centrifugaci6n, despues de ser diluida de forma apropiada con agua caliente. Esta operaci6n se desarrolla en tres fases: el aceite de primer prensado, los residuos de aceituna y el agua residual. Resulta obvio que, en este caso, la disoluci6n acuosa obtenida como residuo es, con la misma cantidad procesada de aceitunas, cuantitativamente mayor, aunque con un menor contenido de s6lidos disueltos.

Durante los ultimos anos, los paises tradicionalmente productores de aceite de oliva han experimentado un desarrollo considerable de los procesos mecanicos de extracci6n de aceite de oliva virgen extra, con una tendencia gradual desde el proceso original de prensado discontinuo a otros procesos continuos mas productivos basados en centrifugas horizontales (decantadores). La tendencia desde el proceso discontinuo hasta el proceso continuo de tres fases presenta un esfuerzo considerablemente menor y una mayor higiene de trabajo pero, como ya se ha mencionado, tambien da lugar a una mayor producci6n de agua residual. Ademas, mediante este proceso, tambien aumentan los contenidos de agua de los residuos de aceituna, yendo desde 24-30 % hasta 48-54 % aproximadamente.

La necesidad de mejorar la calidad del aceite de oliva y de reducir el impacto ambiental del agua residual ha llevado a considerar la posibilidad de modificar el proceso de extracci6n con decantador de tres fases mediante la reducci6n de la cantidad de agua de proceso anadida. Esto ha conducido al desarrollo de los denominados sistemas de extracci6n por centrifugaci6n de "dos fases", en los que no se anade agua al decantador y el sub-producto obtenido esta formado por una unica fase constituida por una mezcla de residuos s6lidos y agua residual procedente de almazara.

La eliminaci6n de OMW supone un importante problema para la industria de producci6n de aceite de oliva, debido al gran impacto ambiental de este residuo como tal y a la dificultad de recuperar cualesquiera sustancias utiles comercialmente a partir de la misma. En general, el agua residual procedente de almazara es un liquido turbio oscuro de olor intenso que es facilmente fermentable. Es rico en sustancias organicas, debido a que contiene el agua presente en las aceitunas, con una amplia serie de compuestos organicos e inorganicos en disoluci6n y

suspensi6n, asi como tambien el agua usada para el lavado de las propias maquinas y -en el caso de los sistemas continuos de tres fases -como ya se ha mencionado -tambien hay una cantidad considerable de agua usada para diluir la pasta de aceitunas. Debido a la elevada concentraci6n de sustancias organicas y a su naturaleza, que es dificilmente biodegradable y en algunos casos es incluso biot6xica, asi como tambien a su acidez, la eliminaci6n directa del OMW en el sistema de saneamiento no esta permitida. En primer lugar, debido a su elevado contenido en acidos organicos, este agua residual provoca la corrosi6n de las tuberias y, en segundo lugar, los s6lidos suspendidos (4-17 % de media) podria bloquear las tuberias cerca de la almazara y de este modo impedir la circulaci6n de normal de residuos. Ademas, si se deposita el sedimento directamente en el alcantarillado, podria dar comienzo un proceso de fermentaci6n anaerobia que daria lugar a malos olores y a un incremento de la acidez.

Debido a que el impacto contaminante de OMW es, en grados de magnitud variable, mayor que el de las aguas residuales de origen domestico (el impacto contaminante de 1 m3 de agua residual procedente de almazara es aproximadamente equivalente a 100-200 m3 de agua residual de origen domestico), su tratamiento directo en las plantas comunes de procesado de aguas residuales urbanas resulta impensable, sobre todo, por su elevado contenido en sustancias dificilmente biodegradables y bacteriostaticas, que interfieren con el funcionamiento normal de las plantas de tratamiento de aguas residuales de tipo biol6gico. Ademas, el problema se agrava considerablemente por la naturaleza estacional de la producci6n de agua residual procedente de almazara que, al menos en la zona mediterranea, se acumula en grandes volumenes justo en el periodo de noviembre-enero.

Ademas, existe tambien el problema de los residuos de aceituna, que no presentan un mercado para la producci6n de aceite de residuos de aceituna. De este modo, estos productos residuales organicos constituyen otro problema de eliminaci6n de residuos para las almazaras, y su eliminaci6n por medio de combusti6n no resulta conveniente debido al bajo poder calorifico de la materia prima y a los olores desagradables de los gases generados.

De manera mas especifica, a pesar de las variaciones de concentraci6n y composici6n que dependen de las zonas de producci6n, las condiciones climaticas durante la maduraci6n de la aceituna, las practicas de recolecci6n, el proceso de extracci6n de aceite y similares, se puede afirmar que el OMW contiene de 5 a 25 % en peso de sustancias disueltas o en suspensi6n, la mayoria formadas por material organico y con un menor grado de compuestos inorganicos. En la mayoria de los casos, las sustancias organicas con azucares, que hacen que resulta sencillos someter este agua residual a fermentaci6n; y tambien poli(compuestos de fenol), que son responsables principalmente debido a su bio-toxicidad; acidos organicos, que determinar su pH debilmente acido; proteinas y compuestos az6ticos en general, sustancias grasas, polimeros mixtos de fenol-polisacarido, polialcoholes, celulosa y hemicelulosa, pectinas y taninos. La sustancia inorganica incluye principalmente potasio y en menor medida sodio, calcio y magnesio como cationes, y cloruros, fosfatos y sulfatos como aniones.

Como ya se ha observado, un componente que hace que el agua residual procedente de almazara sea particularmente nociva si se elimina sin procesar, tal como el vertido directo en suelos como fertilizante (algo que muchos productores de aceite todavia hacen) es su contenidos en poli(compuestos de fenol). Estos son componentes naturales de OMW, los cuales actuan como agente de protecci6n en las aceitunas, con funciones antioxidantes y bacteriostaticas hasta que se produce la maduraci6n de la aceituna. Por el contrario, dichos polifenoles tambien presentan acci6n fito-t6xica (dentro de ciertos limites) y resultan nocivos para la flora bacteriana del suelo, de manera que el uso incontrolado de agua residual procedente de almazara como fertilizante puede, en casos particulares, constituir una amenaza para cultivos y para la calidad de las fuentes de agua subterranea. Los microbios del suelo pueden metabolizar pequenas cantidades de polifenoles, incluso con un cierto nivel de fertilizaci6n, pero las dosis empleadas nunca deben ser excesivas. En particular, la legislaci6n italiana establece actualmente dosis maximas de 50 m3/ha para agua residual procedente de almazaras discontinuas tradicionales y de 80 m3/ha para agua residual procedente de procesos continuos. Ademas, los terrenos situados a menos de 300 m de zonas de recogida de agua vigiladas destinadas consumo humano y para uso de cultivos horticolas se encuentran excluidas de esta practica, asi como zonas con una profundidad de nivel freatico menor que 10 m de profundidad y, finalmente, zonas nevadas o saturadas de agua.

Tambien se han comprobado los efectos negativos de verter directamente agua residual procedente de almazara en suelos sobre las propiedades del suelo, tal como la inmovilizaci6n del nitr6geno disponible, la formaci6n de anfisoles mediante la sustituci6n de potasio en los complejos de calcio, el incremente de la salinidad y la reducci6n del magnesio disponible para las plantas, probablemente debido al efecto antag6nico del potasio.

Debido a la presencia de poli(compuestos fen6licos) en OMW, otros metodos convencionales tales como el almacenamiento en tanques de evaporaci6n con la producci6n de un lodo parcialmente oxidado no resuelve el problema ambiental por completo ya que el lodo termina en el suelo. Ademas, la misma legislaci6n establece que el almacenamiento de agua residual en las almazaras no debe exceder los 30 dias -un limite posterior ampliado hasta 3 meses.

El problema de la eliminaci6n de OMW ha sido ampliamente objeto de investigaci6n cientifica y aplicaciones experimentales, y se han propuesto muchos sistemas para evitar la eliminaci6n directa e incontrolada de este subproducto en el medio ambiente. Como se apreciara, el problema se agrava con el hecho de que la producci6n de aceite de oliva normalmente tiene lugar entre una gran numero de productores a pequena escala, de ambito rural,

con acceso limitado a tecnologias industriales y disponibilidad limitada de personal cualificado para operar equipamiento sofisticado, y por el hecho de la estacionalidad de la producci6n.

Entre las soluciones para la eliminaci6n de OMW, algunas de las cuales todavia se encuentran en fase experimental, en primer lugar se puede re-denominar la evaporaci6n de efecto sencillo o multiple a vacio, con la producci6n de un material residual concentrado y mas facilmente eliminable, que se puede reutilizar en la producci6n de piensos para animales o como fertilizante, y un condensado acuoso. Con el fin de que este ultimo se pueda eliminar como efluente liquido, de acuerdo con la actual legislaci6n ambiental, en cualquier caso debe ser purificado, tal como por medio de un tratamiento biol6gico. Ademas, el consumo de energia considerable hace que este tipo de sistema sea viable unicamente para las almazaras industriales a gran escala.

Tambien se han propuesto muchos tratamientos quimico-fisicos, tales como la separaci6n de los componentes de las particulas s6lidas mediante filtraci6n, centrifugaci6n o coagulaci6n mediante la adici6n de agentes de coagulaci6n apropiados, y floculaci6n -normalmente llevada a cabo mediante al adici6n de floculantes de polielectrolito. De manera evidente, estas tecnologias permiten lograr un nivel de depuraci6n limitado y en cualquier caso generan residuos que no se pueden eliminar de forma directa en el medio ambiente. De este modo, en este caso, tambien, es preciso combinar el tratamiento con fases de purificaci6n posteriores.

Otros sistemas de tratamiento propuestos emplean varias tecnicas biol6gicas - bien de manera sencilla o en combinaci6n con otros metodos -con el fin de reducir el impacto contaminante del agua residual procedente de almazara. Se han experimentado tratamientos tanto aerobios como anaerobios, que permiten una disminuci6n importante de DBO y DOO en el agua residual. El equipamiento relativa es dificil de manipular y de arranca temporalmente. En particular, la plantas de tratamiento anaerobio, que presentan la ventaja de ser mucho mas robustas que la aerobias y de producir menores cantidades de residuos s6lidos (a emplear como fertilizantes) y, sobre todo, de biogas (metano), presentan el problema de que requieren algunos meses para el arranque y de este modo no resultan apropiadas para el tratamiento de los residuos de alta estacionalidad de la producci6n de aceite de oliva. Estas plantas se podrian usar en otras plantas industriales que mezclan sus residuos con los de la producci6n de aceite de oliva.

Se han llevado a cabo varios intentos para convertir el OMW en sustrato fertilizante, lo que demuestra las propiedades fertilizantes del agua residual tratada y la minimizaci6n de los efectos t6xicos sobre el suelo. Ademas, se han sometido a estudio varios procesos de producci6n de compost para obtener fertilizantes a partir de agua residual procedente de almazara y residuos de aceituna sin uso. Mediante el uso de matrices organicas s6lidas altamente absorbentes, tales como forraje triturado, hojas de aceituna o serrin, asi como tambien residuos de aceituna sin uso y fracciones de sus procesos de separaci6n, tal como polvo y piel, y mediante la absorci6n del agua residual sobre estos materiales (normalmente mediante la adici6n de agentes apropiados), es posible crear un proceso de producci6n de compost para convertir - con el tiempo - los productos residuales en compost para su uso como fertilizante organico. No obstante, resulta obvio, que dicho sistema puede permitir la eliminaci6n de cantidades limitadas de OMW, debido a su gran diluci6n. Ademas, incluso este sistema presenta la misma limitaci6n de no ser capaz de eliminar por completo la biotoxicidad de algunos de los componentes presentes en el agua residual, que interfieren con el proceso oxidativo aerobio de la producci6n de compost.

Tambien se han estudiado los procesos de fermentaci6n anaerobia que incluyen una fase de pre-tratamiento que usan cal, y estos han aportado resultados interesantes tanto en terminos de eliminaci6n de DOO (91 %) como de producci6n de metano (0,80 g de CH4/g de DOO total). En este caso, como ya se ha observado, el problema radica en la escasa bioquimica del proceso anaerobio, junto con el hecho de que OMW unicamente se encuentra disponible 3-4 meses al ano.

Tambien se han propuesto los sistemas electroquimicos para oxidar, en reactores, todos los poli(componentes fen6licos) del agua residual, pero los costes energeticos son demasiados elevados.

Todavia con el objetivo de disminuir el componente organico del OMW con el fin de permitir su eliminaci6n, purificada, en el medio ambiente, tambien se han propuesto procesos de separaci6n de membranas, tales como ultra-filtraci6n y 6smosis inversa. Por ejemplo, se han propuesto un sistema de depuraci6n, en el que el agua residual procedente de almazara experimenta en primer lugar una fase de sedimentaci6n preliminar para permitir que las gotas de aceite residuales y parte de las particulas s6lidas en suspensi6n se separen del propio agua residual, y posteriormente se somete a ultra-filtraci6n sobre membranas polimericas (R. Borsani, B. Ferrando, Ultrafiltration plant for olive vegetation waters by polymeric membrane batteries, Desalination, 108, pp. 281-286, 1996). El liquido permeado, que todavia presenta una DOO por encima de 30.000 ppm de O2, experimenta finalmente un tratamiento de depuraci6n biol6gica junto con las aguas residuales de origen urbano.

No obstante, resulta evidente que con el fin de llevar a cabo el tratamiento por medio de membranas semipermeables, el OMW debe experimentar un tratamiento preliminar, debido a que su elevada concentraci6n en s6lidos en suspensi6n y materiales coloidales impediria su paso a traves de la membrana. Otro metodos de tratamiento que usa tecnologias de membrana incluye la separaci6n preventiva de los s6lidos en suspensi6n por medio de centrifugaci6n, seguido de tratamiento de ultra-filtraci6n del sobrenadante obtenido durante la centrifugaci6n (E. Turano, S. Curcio, M. G. De Paola et al., An integrated centrifugation-ultrafiltration system in the

treatment of olive mill wastewater, J. of Membrane Science, 209, pp. 519-531, 2002). El permeado de ultra-filtraci6n obtenido de este modo consigue una reducci6n de DOO de aproximadamente 90 %. No obstante, este valor (de aproximadamente 5.000 mg de O2/l) todavia es demasiado elevado para permitir su eliminaci6n directa en el sistema de saneamiento de acuerdo con la actual legislaci6n ambiental europea.

De acuerdo con otro proceso, propuesto de manera general para el tratamiento de residuos liquidos procedentes de la industria agroalimentaria, que incluyen liquidos que contienen excrementos animales, aguas residuales de la industria del vino y agua residual procedente de almazara, descrito en la solicitud de patente internacional publicada con N°. WO 96/09986 (Rhone-Poulenc Chimie), se trata de forma preliminar el agua residual con una operaci6n de separaci6n liquido-s6lido (que consiste en centrifugaci6n, decantaci6n o prensado), seguido de un tratamiento fisicoquimico de coagulaci6n-floculaci6n que proporciona una fase liquida con una menor cantidad de s6lidos en suspensi6n. De acuerdo con el proceso propuesto, la fase liquida resultante de los tratamientos previos experimenta en primer lugar bien ultra-o micro-filtraci6n y posteriormente un tratamiento final de de 6smosis inversa sobre el permeado de la filtraci6n anterior. De acuerdo con este documento, la 6smosis inversa da lugar a un liquido con una DOO suficientemente baja para permitir su eliminaci6n directa en el medio ambiente, mientras que las corrientes de fracci6n retenida, bien de la ultra- o micro-filtraci6n o de la 6smosis inversa, se alimentan de nuevo en la fase inicial de separaci6n s6lido-liquido. Todos los materiales s6lidos obtenidos en el proceso se destinan a la producci6n de compost. No parece que el proceso descrito se haya aplicado de forma especifica al agua residual procedente de almazara, por lo que no se puede saber si permite una disminuci6n de DOO de acuerdo con la legislaci6n vigente (Decreto Legislativo Italiano N°. 152/99) para este tipo particular de agua residual. Ademas, el destino de los residuos s6lidos para la producci6n de compost presenta los mismos inconvenientes ya mencionados anteriormente, debido a la presencia de poli(compuestos de fenol) bacteriostaticos en OMW.

La solicitud de patente de EE.UU. publicada con el N°. 2002/0096473 (Ferro et al.) describe un metodo para el tratamiento de aguas residuales de patata que comprenden las etapas de (a) pre-tratar la corriente de agua de residual de patata que incluye s6lidos en suspensi6n y disueltos con una enzima alfa amilasa para hidrolizar el almid6n del agua residual, (b) someter a ultra-filtraci6n el agua residual tratada con enzima de la etapa (a) para filtra y eliminar una parte de los s6lidos en suspensi6n en una primera corriente de concentraci6n separada del agua residual, y (c) filtraci6n por 6smosis inversa del agua residual sometida a ultra-filtraci6n de la etapa (b) para retirar al menos aproximadamente 70 % de los s6lidos en suspensi6n y disueltos en el agua residual en una segunda corriente de concentrado.

Mas recientemente, se ha propuesto el estudio mas profundidad de aspectos relacionados con las propiedades biomedicas de las familias de polifenoles presentes en OMW (G. F. Montedoro, M. Servili, Recupero di polifenoli dalle acque di vegetazione delle olive e valutazione del loro potere antiossidante, Industrie Alimentari, 28, 14-19, 1989; M. Servili et al., HPLC evaluation of phenols in olive fruit, virgin olive oil, vegetation waters and pomace, an d1-D and 2D-NMR characterization, J. Am. Oil Chem. Soc., 76, pp. 873-882, 1999), que destacan sus propiedades antioxidantes considerables y sus efectos beneficiosos en el mantenimiento de las propiedades organolepticas del aceite de oliva (evitando el caracter rancio) asi como el valor nutritivo del producto que los contiene. Se han llevado a cabo varios estudios que han informado sobre el producto mas importante de la hidr6lisis de oleuropeina (un gluc6sido presente en el aceite de oliva); hidroxitirosol ((3,4-dihidroxifenil)etanol] presenta un marcado efecto quimioprotector (C. Manna et al., Biological effects of hidroxytyrosol, a polyphenol from olive oil endowed with antioxidant activity, Adv. Exp. Med. Biol. 472, pp. 115-130, 1999) y, en particular, inhibe la oxidaci6n de LDL, un proceso implicado en la patogenesis de la arterioesclerosis (O. I. Auroma et al., Effects of hydroxityrosol found in extra virgin olive oil on oxidative DNA damage and on low-density lipoprotein oxidation, J. Agric. Food Chem, 46, pp. 5181-5187, 1998), inhibe la agregaci6n de plaquetas (F. Visioli et al., Antioxidant and other biological activities of olive oil mill waste water, J. Agric. Food Chem. 47, pp. 3397-3401, 1999) y presenta actividad anti-bacteriana in vitro (A. Bisignano et al., On the in-vitro antimicrobial activity of oleuropein and hydroxytyrosol. J. Pharmacol., 51, pp. 971974, 1999).

La caracterizaci6n quimica anteriormente mencionada y los estudios biol6gicos y farmacol6gicos sellevaron a cabo sobre pequenas cantidades de disoluci6n y no implican un proceso de tratamiento especifico para las enormes cantidades de aguas residual generadas en las almazaras. No obstante, no indican claramente una posibilidad rentable para el proceso de tratamiento de OMW, es decir, la valorizaci6n y comercializaci6n de moleculas antioxidantes de tipo polifenol que se pueden separar de dicho agua residual.

A la vista de lo anterior, la presente invenci6n pretende proporcionar un proceso de tratamiento de agua residual procedente de almazara que sea eficaz y facil de poner en practica desde el punto de vista de la instalaci6n y la gesti6n, de manera que se use dentro de la propia almazara -permitiendo de este modo el transporte de enormes volumenes de agua residual y de residuos de aceituna sin uso-al tiempo que, de forma simultanea, permita la recuperaci6n de materias primas secundarias de valor comercial, de manera que los beneficios procedentes de la recuperaci6n de este material refinado puedan compensar los costes del propio tratamiento de depuraci6n.

A tal fin, y sobre la base de la composici6n quimica del agua residual procedente de almazara asi como tambien de los objetivos estrategicos anteriormente mencionados, la presente invenci6n propone en primer lugar controlar de forma apropiada el proceso de molienda y las fases inmediatamente posteriores con el fin de lograr la maxima

cantidad de poli(compuestos fen6licos) utiles comercialmente del agua residual antes de someterla al proceso de depuraci6n. Para ello, de acuerdo con la presente invenci6n, se considera que los poli(compuestos fen6licos) y los gluc6sidos que inicialmente los contienen (secoiridoides, de los cuales oleuropeina es el miembro mas importante), que se encuentran presentes en la concentraci6n mas elevada en la aceituna madura, son degradados de manera progresiva por parte de enzimas oxidantes a medida que la aceituna envejece y que la OMW se deja inactiva tras la molienda. Esto es porque, de acuerdo con la presente invenci6n, es preciso recoger la OMW tan pronto como sea posible con el fin de que experimente el tratamiento de depuraci6n y de recuperar las sustancias utiles en un tiempo apropiado.

En primer lugar, se ajusta el pH del agua residual procedente de almazara producida de forma nueva hasta un valor dentro de 3 y 4,5, con el triple objetivo de: desactivar la enzima de polifenoloxidasa, que de otro modo tenderia a oxidar los poli(compuestos fen6licos) utiles; favorecer la transformaci6n de oleuropeina en hidroxitirosol, que tiende a tener lugar de forma espontanea en pH acido; crear las condiciones 6ptimas para el posterior tratamiento enzimatico. A continuaci6n, el agua residual, de acuerdo con la presente invenci6n, se somete a hidr6lisis enzimatica con el fin de degradar y separar los componentes micro-dispersos de celulosa, hemicelulosa y pectina del agua residual, de manera que sea posible separar los productos de degradaci6n por medio de centrifugaci6n con el fin de obtener una fracci6n liquida parcialmente depurada.

Todavia de acuerdo con la presente invenci6n, la corriente liquida obtenida por medio de la centrifugaci6n se somete a micro-filtraci6n tangencial (MF), se lleva a cabo en condiciones hidraulicas de "retro-lavado", preferentemente seguido de ultra-filtraci6n tangencial (UF), llevada a cabo sobre el permeado de la microfiltraci6n. Tanto las operaciones de MF como la de UF estan seguidas de la tecnica de diafiltraci6n (DF), que permite la maximizaci6n de la recuperaci6n de los poli(componente fen6licos) de los respectivos permeados. Los efluentes concentrados de DF

-: tanto el de MF como el de UF -se anaden al residuo s6lido final de la centrifugaci6n y se pueden usar de manera ventajosa - posiblemente junto con los residuos de aceituna sin utilidad - como base para la producci6n de compost

o tratamiento aerobio, o incluso para tratamiento anaerobio. Debido a que estos liquidos han sido desprovistos de sus poli(compuestos fen6licos), que gracias a los tratamientos llevados a cabo son actualmente altamente concentrados en las corrientes de permeado MF (y posteriormente UF), la inconveniencia debida a la bio-toxicidad de estos compuestos en los tratamientos biol6gicos y en la producci6n de compost ha sido atenuada usando el procedimiento de acuerdo con la siguiente invenci6n.

El permeado procedente de MF (o preferentemente de la fase UF posterior), sobre el cual se han anadido los permeados procedentes de DF, es - todavia de acuerdo con la presente invenci6n - sometido a tratamiento de nano-filtraci6n tangencial (NF), con el fin de recuperar la mayoria de las moleculas de polifenol activas del permeado. El concentrado obtenido de NF tambien es sometido a la tecnica de DF y posteriormente el permeado DF experimenta 6smosis inversa (RO).

Tras la diafiltraci6n, el concentrado de NF contiene varias familias de polifenol, incluyendo hidroxitirosol, acido cafeico, acido cumarico, tirosol, etc. Estos compuestos pueden encontrar aplicaciones utiles como anti-oxidantes en la industria agroalimentaria, en cosmeticos y tambien en el sector de alimentaci6n funcional.

El permeado NF, que contiene la cantidad maxima de hidroxitirosol y de otros polifenoles de interes biomedico, es sometido a una tratamiento final de membrana - 6smosis inversa (RO). Este proceso da lugar a un liquido concentrado rico en ingredientes activos, y a un permeado formado por agua extremadamente pura, ya que se encuentra practicamente desprovista de sales minerales y de sustancias organicas, pero que todavia contiene una determinada cantidad de poli(compuestos de fenol) activos que puede resulta apropiada para producir bebidas especiales.

El tratamiento propuesto de acuerdo con la presente invenci6n no solo proporciona la reducci6n del impacto contaminante del agua residual procedente de almazara, de manera que posteriormente pueda ser eliminada mediante incorporaci6n al medio ambiente cumpliendo la legislaci6n vigente, sino que tambien usa este OMW como materia prima para la obtenci6n de los siguientes productos utiles comercialmente; fertilizantes organicos, antioxidantes basados en polifenol y agua ultra-pura que se puede usar como base para la producci6n de bebidas hipot6nicas o bebidas de interes biomedico.

Por tanto, la presente invenci6n se refiere de forma especifica a un proceso para recuperar completamente los componentes quimicos del agua residual procedente de almazara (OMW) que incluye, en secuencia, las siguientes operaciones:

a) recoger el OMW de materia prima tras la molienda de la aceituna;

b) ajustar el pH de dicho OMW dentro del intervalo de 3 -4,5;

c) tratar dicho agua residual obtenida en la operaci6n anterior para la hidr6lisis enzimatica;

d) separar el agua residual procedente de la operaci6n anterior para dar lugar a particulas constituyentes y componentes en suspensi6n, por una parte, y a un producto liquido parcialmente depurado, por otra;

e) tratar dicho liquido procedente de la operaci6n d) mediante micro-filtraci6n tangencial (MF) y proporcionar una fase de fracci6n retenida y una fase de permeado;

f) tratar el permeado procedente de la operaci6n anterior por medio de nano-filtraci6n tangencial (NF) y proporcionar una fase de fracci6n retenida y una fase de permeado;

g) tratar el permeado procedente de la operaci6n f) por medio de 6smosis inversa (RO) y proporcionar una fase de fracci6n retenida rica en polifenoles purificados y un permeado formado por agua purificada;

siendo dicha fase s6lida procedente de la operaci6n d) y dicha fase de fracci6n retenida procedente de la operaci6n e) reutilizables como substrato para la producci6n de compost o para procesos de fermentaci6n anaerobios, y siendo dicha fase de fracci6n retenida procedente de la operaci6n f) reutilizable para la extracci6n de poli(compuestos de fenol) a partir de la misma.

Preferentemente, despues de dicha operaci6n e) de microfiltraci6n tangencial (MF) se lleva a cabo la siguiente operaci6n:

e1) tratar dicha fase de fracci6n retenida obtenida por medio de MF mediante la adici6n de agua y llevando a cabo otra microfiltraci6n (diafiltraci6n), con el fin de aumentar la extracci6n de polifenol del producto permeado

siendo el liquido sometido a la posterior operaci6n f) de nano-filtraci6n la suma del permeado y del diafiltrado procedente de la operaci6n anterior.

Preferentemente, despues de la micro-filtraci6n y antes de la nano-filtraci6n, sobre la tuberia de permeado, el proceso tambien incluye la siguiente operaci6n:

e2) tratamiento mediante ultra-filtraci6n tangencial (UF) con el fin de obtener una fase de fracci6n retenida que se puede reutilizar como substrato para la producci6n de compost o para procesos de fermentaci6n aerobios o anaerobios y un permeado que se alimenta en el interior de la siguiente operaci6n f) de nanofiltraci6n.

Las caracteristicas especificas de la invenci6n, y en particular las procedimientos operativos relacionados de la depuraci6n propuesta y los procesos de recuperaci6n, estaran mas claros haciendo referencia al diagrama de bloques que se ilustra en la Figura 1, que recoge tanto una realizaci6n preferida del proceso de la presente invenci6n como los posibles destinos y usos de los productos obtenidos a partir del mismo.

De acuerdo con las versiones actualmente preferidas de la presente invenci6n, la fase a) de la recogida de OMW se lleva a cabo entre 1 y 3 horas, como maximo, despues de que se haya generado el agua residual en la almazara, con el fin de evitar la oxidaci6n excesiva de los poli(compuestos de fenol) utiles, que se deben recuperar del liquido. En la operaci6n b), se ajusta el pH del agua residual de forma que este dentro del intervalo 3-4,5, preferentemente mediante la adici6n de acido clorhidrico y acido citrico, mientras que la operaci6n c) de hidr6lisis enzimatica se lleva a cabo mediante la adici6n de un complejo de enzima pectinasa al agua residual acidificada. De acuerdo con la realizaci6n actualmente preferida de la presente invenci6n, dicho complejo de enzima pectinasa es un complejo enzimatico de pectinasa extraido de Aspargillus niger de manera especifica Pectinex SMASH XXL (Novo Nordisk), y se deja reaccionar sobre el OMW a temperatura ambiente, o a 30-45 oC como maximo, durante 3-5 horas.

La operaci6n d) de separaci6n se lleva a cabo de manera ventajosa por medio de centrifugaci6n continua, con la producci6n de un sobrenadante liquido parcialmente depurado - qu e posteriormente experimenta la posterior operaci6n e) -y de un dep6sito denso que se retro-alimenta total o parcialmente a la operaci6n c) de hidr6lisis enzimatica. El residuo s6lido final, o parte del mismo, se puede reutilizar como substrato para la producci6n de compost o para procesos de fermentaci6n aerobios.

Todavia de acuerdo con la presente invenci6n, la operaci6n e) de micro-filtraci6n tangencial se lleva a cabo con membranas ceramicas de tamano molecular que varia entre 0,10 y 1,4 Im, preferentemente formadas por un bloque ceramico con 23 canales de filtraci6n y una configuraci6n de tipo margarita o girasol, presentando cada uno un diametro de 3,4 mm y una longitud de 1,2 m, con una superficie de filtraci6n de 0,35 m2 por bloque ceramico.

Preferentemente, la operaci6n e2) de ultra-filtraci6n tangencial se lleva a cabo con membranas polimericas de tamano molecular que varia entre 1 y 20 kDalton, y con forma de espiral, formadas por uno de los siguientes materiales: polisulfona, poli(poliamida de etersulfona) o acetato de celulosa regenerado. Preferentemente, los conductos de filtraci6n presentan los siguientes tamanos: 4 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (10,16 cm x 101,6 cm), 6 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (15,24 cm x 101,6 cm) u 8 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (20,32 cm x 101,6 cm).

Como se ilustra de manera mas clara en la Figura 1, tanto aguas abajo de la operaci6n e) de MF como aguas arriba de la operaci6n e1) de UF se lleva a cabo una operaci6n de diafiltraci6n, alimentando las membranas relativas con agua purificada, preferentemente obtenida de la operaci6n g) de 6smosis inversa, que se anade al efluente retenido de las respectivas membranas MF y UF.

Todavia de acuerdo con la presente invenci6n, la operaci6n f) de nano-filtraci6n tangencial se lleva a cabo con membranas polimericas de tamano molecular que varia entre 150 y 250 Dalton, preferentemente de aproximadamente 200 Dalton, con forma de espiral y formadas de un material compuesto de poliamida o de nailon. La operaci6n g) de 6smosis inversa se lleva a cabo con membranas polimericas con forma de espiral de rechazo de disoluci6n altamente salina fabricadas de un material compuesto de poliamida. Tanto para NF como para RO, los conductos de filtraci6n presentan los siguientes tamanos: 4 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (10,16 cm x 101,6 cm), 6 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (15,24 cm x 101,6 cm) u 8 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (20,32 cm x 101,6 cm).

Aplicando el proceso descrito, el producto de agua purificada obtenido como permeado de la operaci6n g) de 6smosis inversa presenta una DOO menor que 100 ppm de O2, y un COT (Carbono Organico Total) de aproximadamente 15 ppm.

Se describen algunos resultados experimentales obtenidos mediante la aplicaci6n de una realizaci6n especifica del proceso de acuerdo con la presente invenci6n con fines meramente ilustrativos en los siguientes ejemplos y tambien se ilustran en los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1, ya comentada, muestra un diagrama de bloques de un proceso para la recuperaci6n total de los componentes quimicos procedentes de agua residual procedente de almazara de acuerdo con la invenci6n;

La Figura 2 muestra la tendencia con el tiempo del flujo de permeado a traves de la membrana de micro-filtraci6n descrita en el Ejemplo;

La Figura 3 muestra la tendencia con el tiempo del flujo de permeado a traves de la membrana de ultra-filtraci6n descrita en el Ejemplo;

La Figura 4 muestra la tendencia con el tiempo del flujo de permeado a traves de la membrana de nano-filtraci6n descrita en el Ejemplo; y

La Figura 5 muestra la tendencia con el tiempo del flujo de permeado a traves de la membrana de 6smosis inversa descrita en el Ejemplo.

Ejemplo

1. Reeogida de agua residual

Se recogen 200 l de agua residual de una almazara usando un proceso continuo de tres fases. Una hora despues de que haya generado el OMW en la almazara, se somete a una serie de tratamientos de acuerdo con la presente invenci6n, como se describe a continuaci6n.

2. Ajuste de pH

Para evitar la oxidaci6n de los polifenoles presentes en el OMW, se rebaja el valor de pH desde el valor original de 5,7 a 3,5 con el fin de desactivar la enzima polifenol-oxidasa presente en el OMW de materia prima y de crear las condiciones 6ptimas para la enzima pectinas que se anade posteriormente. Se rebaja el pH mediante la adici6n de HCl concentrado y acido citrico (P/V 1 %), que sirve para proteger la oxidaci6n del polifenol.

La operaci6n se comprueba mediante el uso de un medidor de pH de laboratorio equipado con un electrodo de vidrio.

3. Tratamiento enzimatieo

Con el fin de reducir el efecto de obturaci6n de las membranas provocado por los s6lidos presentes en la matriz de OMW, se usa un complejo enzimatico producido comercialmente, fabricado por la compania Novo Nordisk y denominado Pectinex SMASH XXL extraido de Aspergillus niger.

Se anaden aproximadamente 20 ml de Pectinex sobre 200 l de disoluci6n tomados del tratamiento previamente descrito, y se deja reaccionar la disoluci6n durante aproximadamente 5,0 horas bajo agitaci6n suave, a una temperatura de 40 oC. Se observa una estratificaci6n al final de la reacci6n, con un sobrenadante suspendido y una disoluci6n parcialmente depurada. Se somete toda la disoluci6n a centrifugaci6n.

4. Centrifugaeian

La operaci6n de centrifugaci6n se lleva a cabo en lotes, a una velocidad de rotaci6n de 4.330 revoluciones por minuto. Al final, despues de 15 minutos, se han separado tres capas de material: una pelicula superficial, formada por una emulsi6n oleosa, una disoluci6n intermedia bastante opaca y un dep6sito oscuro que permanece en la parte inferior del tubo de ensayo.

La operaci6n se puede llevar a cabo mediante centrifugaci6n continua, preferentemente a 5.000 revoluciones por

minuto, obteniendose un liquido parcialmente depurado que posteriormente es sometido a las operaciones de membrana posteriores y un residuo s6lido que se puede retroalimentar en la fase de hidr6lisis.

Mediante la centrifugaci6n por lotes, los 200 l iniciales dan lugar a 185 l de permeado y 15 l de sedimento oscuro, que posteriormente se envia a la linea de producci6n de compost junto con los residuos de aceituna.

5. La operaeian de miero-filtraeian

Se filtra la disoluci6n formada por aproximadamente 185 l por medio de una tecnologia de micro-filtraci6n, usando una membrana de bloques ceramicos con forma de girasol con una superficie de filtraci6n de 0,35 m2.

Las condiciones del proceso son las siguientes:

•: Caudal de alimentaci6n: 4.000 l/h

•: Presi6n de flujo de entrada: 2,5 bar

•: Presi6n de flujo de salida: 2,3 bar

•: Presi6n sobre el lado del permeado: 0,7 bar

•: Temperatura: 25-30 oC

•: Caudal de fluido en el interior de los conductos de membrana: 6 m/segundo.

Durante el ensayo, el flujo medio de permeado es de aproximadamente 65 l/m2h. Comenzando en 185 l de alimentaci6n de liquido, se recogen 29 l de concentrado y 156 l de permeado. La planta MF contiene un sistema de intercambio de calor basado en agua que estabiliza la temperatura dentro del intervalo indicado.

Tras la operaci6n de concentraci6n, se lleva a cabo la diafiltraci6n mediante la adici6n de 35 l de agua destilada al concentrado de MF, y se lleva a cabo el procedimiento de MF de nuevo con el fin de obtener otros 35 l de permeado. Esta operaci6n sirve para extraer mas el resto de poli(componentes fen6licos) del concentrado.

El diagrama de la Figura 2 muestra la tendencia del flujo de permeado con el tiempo (productividad de la membrana) con un VCR de aproximadamente 6,4.

6. La operaeian de ultra-filtraeian

Se filtra el permeado MF anterior por medio de una tecnica de ultra-filtraci6n usando una membrana con forma de espiral fabricada por MICRODYN - NADIR GmbH, de tipo Spiracel WS P005 4040 C, con un tamano molecular de 5 kdalton, en acetato de celulosa regenerado, con un espaciador de malla de 45 milesimas de pulgada.

Las condiciones del proceso son las siguientes:

•: Caudal de alimentaci6n: 4.000 l/h

•: Presi6n de flujo de entrada: 3-4 bar

•: Presi6n de flujo de salida: 2,8-3,9 bar

•: Presi6n sobre el lado del permeado: cero

•: Temperatura: 15-25 oC

•: Caudal de fluido en los conductos de membrana: 1,4 m/segundo.

La planta de UF contiene un sistema de intercambio de calor basado en agua que estabiliza la temperatura dentro del intervalo indicado. Durante el ensayo, el flujo medio de permeado es de aproximadamente 50-60 l/m2h. Comenzando en 156 l de alimentaci6n de liquido, se recogen 20 l de concentrado y 136 l de permeado de UF.

Tras la operaci6n de concentraci6n, se lleva a cabo la diafiltraci6n mediante la adici6n de 25 l de agua destilada al concentrado de UF, y se lleva a cabo el procedimiento de UF de nuevo con el fin de obtener otros 25 l de permeado. Esta operaci6n sirve para extraer mas el resto de poli(componentes fen6licos) del concentrado.

El diagrama de la Figura 3 muestra la tendencia del flujo de permeado con el tiempo (productividad de la membrana) en las condiciones de operaci6n descritas.

Se pueden enviar el concentrado a la linea de producci6n de compost o a una linea aerobia para la producci6n de

metano y fertilizante. Posteriormente, se trata el permeado por medio de nano-filtraci6n.

7. La operaeian de nano-filtraeian

Se someti6 el permeado UF anterior a tratamiento de nano-filtraci6n de flujo tangencial usando una membrana con forma de espiral fabricada por Osmonics (EE.UU), tipo DK 4040 F1020, de material compuesto de poliamida.

Las condiciones del proceso son las siguientes:

•: Caudal de alimentaci6n: 4.000 l/h

•: Presi6n de flujo de entrada: 12 bar

•: Presi6n de flujo de salida: 10 bar

•: Temperatura: 20-25 oC

•: Caudal de fluido en los conductos de membrana: 1,4 m/segundo.

La planta de NF, que es la misma que la planta de UF, contiene un sistema de intercambio de calor basado en agua que estabiliza la temperatura dentro del intervalo indicado. Durante el ensayo, el flujo medio de permeado es de aproximadamente 35 l/m2h. Comenzando en 136 l de alimentaci6n de liquido, se recogen 17 l de concentrado y 119 l de permeado de UF.

El diagrama de la Figura 4 muestra la tendencia del flujo de permeado NF con el tiempo (productividad de la membrana) en las condiciones de operaci6n descritas.

8. La operaeian de asmosis inversa

Se someti6 el permeado NF anterior a 6smosis inversa con el fin de concentrar todos los poli(compuestos de fenol) presentes. Comenzando con 119 l de permeado de NF, la 6smosis inversa da lugar a 12 l de concentraci6n que contiene poli(familias de fenol), en particular hidroxitirosol y 107 l de permeado formado por agua ultrapura.

La membrana usada tiene forma de espiral con dimensiones de 4 x 40 pulgadas, fabricada por Osmotics (EE.UU.), tipo AG 4040 F 1305, poliamida de pelicula fina, rechazo de disoluci6n altamente salina, con una superficie de 6 m2.

Las condiciones del proceso son las siguientes:

•: Caudal de alimentaci6n: 2.000 l/h

•: Presi6n de flujo de entrada: 30 bar

•: Presi6n de flujo de salida: 25 bar

•: Presi6n sobre el lado del permeado: cero

•: Temperatura: 20-25 oC

Durante el ensayo, el flujo medio de permeado es de aproximadamente 25 l/m2h. La planta de 6smosis inversa contiene un sistema de intercambio de calor basado en agua que estabiliza la temperatura entre 20 y 30 oC.

Al final del proceso, se recogen aproximadamente 12 l de concentrado rico en polifenoles, en particular hidroxitirosol. En el concentrado de 6smosis inversa, de color ligeramente amarillo, la concentraci6n total de polifenol es de aproximadamente 30 g/l.

El permeado de 6smosis inversa es de aproximadamente 107 l y presenta una DOO de 120 ppm de oxigeno. Se puede usar como base liquida para bebidas, con la adici6n de integradores salinos.

El diagrama de la Figura 5 muestra la tendencia de flujo de permeado de 6smosis inversa con el tiempo (productividad de membrana) en las condiciones de operaci6n descritas.

En todos los procesos descritos en el ejemplo, se concentraron los polifenoles con un factor de 10, pero debe considerarse que los concentrados de MF y de UF pierden cantidades no despreciables que la diafiltraci6n recupera en parte.

9. Lavado de membrana

Tras los ciclos de filtraci6n, se re-acondicionaron las unidades de membrana para restaurar sus condiciones de flujo iniciales. El lavado de las membranas UF, NF y RO no requiere ningun procedimiento especial ya que el flujo inicial

queda restaurado de forma rapida. Se lavaron estas tres unidades en agua en una red de recirculaci6n total, aproximadamente 20 l durante 10 minutos. Al final, se extrajo el agua y se lavaron de nuevo las membranas con una disoluci6n de 20 l de hidr6xido de sodio 0,05 M durante 20 minutos. Al final de este lavado, se enjuagaron las unidades con agua de red y posteriormente se llev6 a cabo un lavado acido usando acido nitrico 0,5 % (20 l durante

5 20 minutos).

En este momento, se enjuagaron las membranas con agua destilada (permeado RO del proceso).

Las membranas ceramicas MF precisaron un lavado quimicamente mas agresivo, y los procedimientos fueron los siguientes:

• Lavado con agua de red, 30 l, durante 15 minutos: lavado con 20 l de hidr6xido de sodio 0,5 M a 80 oC

10 durante 35 minutos; enjuague con agua de red (20 l) y posterior lavado con 25 l de acido nitrico 1,5 % a 80 oC durante 30 minutos. Finalmente, un enjuague con agua destilada (permeado RO) restaura las condiciones de flujo iniciales.

La descripci6n anterior muestra como la presente invenci6n cumple de manera satisfactoria los siguientes objetivos:

•: preparar un substrato de materia prima, que es particularmente complejo en cuanto a composici6n quimica, 15 apto para filtraci6n sobre membrana;

•: separar de forma selectiva los componentes micro-dispersos (celulosa, hemicelulosa y pectina) de los solubles (proteina, polifenoles, glucidos, sales minerales);

•: recuperar en particular los poli(componentes fen6licos) para usos biomedicos.

•: reutilizar las fracciones separadas con membranas para diferentes usos (compost para agricultura y 20 biogas);

• racionalizar el consumo de agua en el proceso total de molienda de aceituna;

• obtener beneficios del tratamiento de los productos residuales del proceso de obtenci6n de aceite de oliva.

La presente invenci6n resuelve un serio problema de tratamiento de agua residual procedente de almazara, reduciendo los problemas de transporte de enormes volumenes de liquidos, con la consiguiente reducci6n de los

25 costes de transporte y con beneficios ambientales evidentes, y concretamente evitando la dispersi6n del efluente industrial fitot6xico en el suelo y la contaminaci6n de las fuentes de agua subterranea.

La presente invenci6n se ha descrito con referencia particular a algunas de sus realizaciones especificas, pero debe entenderse que se pueden llevar a cabo modificaciones y cambios por parte de los expertos en la tecnica sin que ello suponga apartarse del alcance de la invenci6n que se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Un proceso para recuperar totalmente los componentes quimicos del agua residual procedente de almazara (OMW) que incluye, en secuencia, las siguientes operaciones:

a) recoger el OMW de materia prima tras el proceso de molienda de la aceituna;

b) ajustar el pH de dicho OMW dentro del intervalo de 3 -4,5;

c) tratar dicho OMW obtenida en la operaci6n anterior por medio de hidr6lisis enzimatica;

d) separar los componentes de particulas y suspendidos, procedentes de la operaci6n anterior, y un producto liquido parcialmente depurado;

e) tratar dicho producto liquido procedente de la operaci6n d) mediante micro-filtraci6n tangencial (MF) y proporcionar una fase de fracci6n retenida y una fase de permeado;

f) tratar el permeado procedente de la operaci6n anterior por medio de nano-filtraci6n tangencial (NF) y proporcionar una fase de fracci6n retenida y una fase de permeado;

g) tratar el permeado procedente de la operaci6n f) por medio de 6smosis inversa (RO) y proporcionar una fase de fracci6n retenida rica en polifenoles purificados y un permeado formado por agua purificada;

siendo dicha fase s6lida procedente de la operaci6n d) y dicha fase de fracci6n retenida procedente de la operaci6n e) reutilizables como substrato para la producci6n de compost o para procesos de fermentaci6n anaerobios, y siendo dicha fase de fracci6n retenida procedente de la operaci6n f) reutilizable para la extracci6n de poli(compuestos de fenol) a partir de la misma.
2. El proceso de la reivindicaci6n 1, en el que despues de dicha operaci6n e) de micro-filtraci6n tangencial (MF) se lleva a cabo la siguiente operaci6n:

e1) tratar dicha fase de fracci6n retenida obtenida por medio de MF mediante la adici6n de agua y llevar a cabo otra microfiltraci6n (diafiltraci6n), con la producci6n de un diafiltrado;

siendo el liquido sometido a la posterior operaci6n f) de nano-filtraci6n tangencial la suma del permeado y del diafiltrado procedente de las operaciones anteriores.
3.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 2, en el que el permeado y el diafiltrado procedentes de las operaciones e) y e1) se someten a la siguiente operaci6n;

e2) tratamiento mediante ultra-filtraci6n tangencial (UF) con el fin de obtener una fase de fracci6n retenida que se puede reutilizar como substrato para la producci6n de compost o para procesos de fermentaci6n aerobios o anaerobios y un permeado que se alimenta en el interior de la siguiente operaci6n f) de nanofiltraci6n.
4.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que dicha fase a) de recogida de OMW se lleva a cabo despues de menos que 1-3 horas de la generaci6n de OMW en la almazara.
5.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que en dicha operaci6n b) se ajusta el pH de OMW dentro del intervalo de 3-4,5 por medio de la adici6n de acido clorhidrico y de acido citrico.
6.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicha operaci6n c) de hidr6lisis enzimatica se lleva a cabo mediante la adici6n de un complejo enzimatico de pectinasa a la OMW acidificada.
7.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que la operaci6n d) de separaci6n se lleva a cabo por medio de centrifugaci6n continua, con la producci6n de un sobrenadante liquido parcialmente depurado, que se somete a dicha operaci6n posterior e) y de un dep6sito espeso que se retroalimenta de forma parcial o total en dicha operaci6n c) de hidr6lisis enzimatica y/o se reutiliza como substrato para la producci6n de compost o para procesos de fermentaci6n anaerobios.
8.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que dicha operaci6n e) de microfiltraci6n tangencial se lleva a cabo por medio de membranas ceramicas de tamano molecular que varia entre 0,10 y 1,4 Im.
9.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 8, en el que dichas membranas ceramicas para MF estan formadas por un bloque ceramico con 23 canales de filtraci6n en una configuraci6n de tipo margarita o de tipo girasol.
10.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 9, en el que dichos canales de membrana ceramica presentan cada uno un diametro medio de 3,4 mm y una longitud de 1,2 m, con una superficie de filtraci6n de 0,35 m2 por bloque

ceramico.
11.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que aguas abajo de cada una de dichas operaciones e) de micro-filtraci6n tangencial, e2) de ultra-filtraci6n tangencial y f) de nano-filtraci6n tangencial, se lleva cabo una diafiltraci6n alimentando la membrana con agua purificada obtenida de dicha operaci6n g) de 6smosis inversa, que se anade a la fracci6n retenida de MF.
12.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que dicha operaci6n e1) de ultrafiltraci6n tangencial se lleva a cabo por medio de membranas polimericas de tamano molecular entre 1 y 20 kDalton.
13.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 12, en el que dichas membranas polimericas para UF presentan forma de espiral y estan hechas de uno de los materiales siguientes: polisulfona, poli(poliamida de etersulfona) o acetato de celulosa regenerado.
14.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 13, en el que dichas membranas polimericas con forma de espiral para UF presentan tamanos de canal de filtraci6n de 4 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (10,16 cm x 101,6 cm), 6 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (15,24 cm x 101,6 cm) u 8 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (20,32 cm x 101,6 cm).
15.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-14, en el que aguas abajo de dicha operaci6n e1) de ultra-filtraci6n tangencial se lleva a cabo una operaci6n de diafiltraci6n alimentando la membrana con agua purificada obtenida de dicha operaci6n g) de 6smosis inversa, que se anade sobre la fracci6n retenida UF.
16.

El proceso de acuerdo con cada una de las reivindicaciones 1-15, en el que dicha operaci6n f) de nano-filtraci6n tangencial se lleva a cabo por medio de membranas polimericas de tamano molecular que varia entre 150 y 250 Dalton.
17.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 16, en el que dichas membranas polimericas para NF tienen forma de espiral y estan formadas por una poliamida de material compuesto o nailon.
18.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 17, en el que dichas membranas polimericas con forma de espiral para NF tienen tamanos de canal de filtraci6n de 4 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (10,16 cm x 101,6 cm), 6 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (15,24 cm x 101,6 cm) u 8 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (20,32 cm x 101,6 cm).
19.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-18, en el que dicha operaci6n g) de 6smosis inversa se lleva a cabo por medio de membranas polimericas de rechazo de disoluci6n altamente salina.
20.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 19, en el que dichas membranas polimericas para 6smosis inversa tienen forma de espiral y estan hechas de poliamida de material compuesto.
21.

El proceso de acuerdo con la reivindicaci6n 20, en el que dichas membranas polimericas con forma de espiral para 6smosis inversa tienen tamanos de canal de filtraci6n de 4 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (10,16 cm x 101,6 cm), 6 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (15,24 cm x 101,6 cm) u 8 pulgadas de diametro x 40 pulgadas de longitud (20,32 cm x 101,6 cm).
22.

El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el producto de agua purificada obtenido como permeado de dicha operaci6n g) de 6smosis inversa presenta una DOO menor que 100 ppm de O2.