ES2994211B2 - Procedimiento de tratamiento del alpechín y usos de los productos obtenidos - Google Patents
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Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento de tratamiento del alpechín y usos de los productos obtenidos
La presente invención se refiere a un procedimiento de tratamiento del alpechín y a los usos de los productos que se obtienen mediante ese procedimiento.
Antecedentes de la invención
En el proceso de elaboración del aceite de oliva virgen, se pretende recuperar la mayor cantidad posible del aceite contenido en la aceituna, separándolo del resto de componentes que lo acompañan. Esta separación se efectúa siguiendo alguno de estos tres sistemas: sistema tradicional de presión, sistema de centrifugación de masas en 3 fases, sistema de centrifugación de masas en 2 fases.
El alpechín se genera en el sistema tradicional de presión y en el sistema de centrifugación de masas en 3 fases. El alpechín es un compuesto acuoso procedente de los tejidos blandos de la aceituna. Por cada kilogramo de aceituna molturada se genera de 0,5 a 1,5 litros de alpechín. Se trata de un líquido de color oscuro compuesto por un porcentaje de agua que está en su composición entre el 83% y el 94% de su peso, contiene una elevada cantidad de materia orgánica con porcentaje entre el 4% y el 16% y el resto son sales con un porcentaje entre 0,4% y 2,5%. Su carga orgánica contaminante, medida en DQO (Demanda Química de Oxigeno), es del orden de 45.000 a 130.000 mg O2/litro, carga contaminante que supera entre las 5 y las 10 veces la carga máxima de las aguas de vertido de las industrias agroalimentarias más contaminantes. Las Leyes y Reglamentos sobre el Vertido de Aguas de los países mediterráneos prohíben el vertido del alpechín a los ríos, al mar, a los lagos, a los terrenos y al subsuelo, el principal motivo de esta prohibición es su elevado contenido en materia orgánica.
En los sistemas de centrifugación de masas en dos fases se genera aceite y alperujo, este alperujo con un contenido cercano al 70% de agua se suele almacenar en balsas y posteriormente durante todo el año se va secando en un horno. Ahora si se quiere ahorrar energía en este horno-secadero se procesa el alperujo previamente en una centrifuga de tres fases, con esta centrifuga se reduce el porcentaje de agua contenida en el alperujo del orden del 10% al 15%, esto representa un gran ahorro energético para el horno, pero aparece el alpechín. Desarrollar un procedimiento de tratamiento del alpechín permitiría que se instalen centrifugas de tres fases antes de la entrada del alperujo en el secadero y se generaría un importante ahorro energético en el horno.
En la actualidad para evitar los efectos contaminantes del alpechín este se almacena en balsas donde en la mayoría de los casos se va evaporando con aspersión forzada.
Otros procedimientos de tratamiento del alpechín se basan en la tecnología de "evaporación-concentración”. Estos procedimientos implican una elevada inversión para su implantación, un elevado consumo energético, el líquido concentrado obtenido tiene una elevada carga de materia orgánica medida en DQO del líquido concentrado (1.075.090 mg O2/ litro) no cumple con el límite de 25.000 mg O2/ litro establecido como valor máximo por algunas de las reglamentaciones para la utilización de este efluente líquido generado como fertilizante en la agricultura, además el líquido contenido tiene una elevada carga en polifenoles totales, lo que da al concentrado un carácter de fitotóxico agresivo con la vegetación e incompatible con su utilización como compost fertilizante.
En el estado de la técnica se resalta que la dificultad de realizar procesos biológicos de depuración del alpechín es debida a la presencia en dicho líquido de polifenoles que tienen un gran poder tóxico sobre las bacterias que realizan la digestión, así en la solicitud de patente ES2239914A1 se describe un tratamiento de alpechines que comprende una etapa de dosificación de compuestos clorados con objeto de disminuir los polifenoles.
Por lo tanto, es de gran interés desarrollar procedimientos de tratamiento del alpechín que puedan valorizar dicho producto y puedan superar los problemas que existen en la actualidad para tratarlo.
Descripción de la invención
La presente invención desarrolla un procedimiento para la transformación y valorización del alpechín, obteniéndose tras el procedimiento un producto con una composición que presenta una DQO y una concentración de fenoles inferiores frente a los valores iniciales.
En la presente invención se entiende por alpechín a un residuo acuoso proveniente de los procesos de transformación de la aceituna en aceite. Contiene el agua de la propia aceituna y las aguas de su lavado y procesado.
Con la presente invención se resuelve el problema de realizar una digestión del alpechín, que al tener un poder contaminante y con un contenido muy destacado de compuestos de naturaleza fenólica con un alto poder antibacteriano, actúan como inhibidores de las actividades biológicas de los procesos de digestión.
En la presente memoria el término digestión se refiere a un procedimiento en el que la materia orgánica presente en el alpechín se descompone en presencia o en ausencia de oxígeno, mediante los microorganismos presentes en el alpechín, en compuestos orgánicos más sencillos, de menor tamaño.
Con la presente invención la reducción de polifenoles en el proceso biológico es muy efectiva, se reduce al menos un 95% sus valores iniciales. De esta manera se anula el carácter fitotóxico del alpechín y se garantiza que los productos finales revalorizados son desde este punto de vista aptos para su aplicación en agricultura.
En la presente invención no se realiza un paso inicial de eliminación de fenoles, sino que con la adición de nutrientes, los fenoles que son conocidos como inhibidores de los microorganismos, se degradan en el proceso de digestión.
En la presente invención se ha desarrollado un procedimiento que mediante la adición de nutrientes en el alpechín consigue que la digestión se lleve a cabo de manera efectiva y en plazos menores a los habituales, sin necesidad de una etapa previa de eliminación de los fenoles. Se reduce la carga orgánica del alpechín en DBO (Demanda Química de Oxigeno) en los primeros días un 90%, a más tiempo de digestión esta reducción es más efectiva.
Por lo tanto, un primer aspecto de la invención se refiere a un procedimiento de tratamiento del alpechín que comprende las etapas de:
a) adición de nutrientes seleccionados entre compuestos de nitrógeno y/o compuestos de fósforo y/o compuestos de potasio, al alpechín;
b) digestión, del producto de la etapa a) para obtener un alpechín digerido;
c) decantación del producto obtenido en la digestión de manera que se obtiene una corriente líquida y una corriente sólida de fangos de digestión.
Descripción de una realización preferida
El primer aspecto de la invención como se ha dicho comprende una etapa de adición de nutrientes al alpechín y una segunda etapa de digestión y una última etapa de decantación del producto obtenido en la decantación.
Preferentemente la adición de nutrientes se selecciona entre compuestos de nitrógeno, compuestos de fósforo y/o compuestos de potasio. Más preferentemente el compuesto de nitrógeno se selecciona entre, nitrógeno, urea, amoniaco, ácido nítrico o alguna de sus sales. Más preferentemente el compuesto de fósforo se selecciona entre, fósforo, fosfatos, pentóxidos de fósforos y sus sales. De manera preferente potasio en forma de óxido de potasio. De manera particular abono N-P-K, abono que contiene compuestos de nitrógeno, fósforo y potasio o bien abono N-P con solo fósforo y potasio. Más preferentemente la cantidad de nutrientes adicionado está entre 0,25% y un 2%, porcentaje en peso respecto al peso del alpechín.
En una materialización preferente la digestión es una digestión aerobia con aireación, de manera más preferente la aireación del producto en la etapa b) de digestión aerobia se realiza preferentemente por aireación de la superficie del alpechín obtenido en la etapa a) más preferentemente en la aireación se introduce aire u oxígeno en un rango entre 2 kg y 3 kg por kg de DQO a reducir.
En una materialización preferente la digestión es una digestión anaerobia con una primera etapa de digestión anaerobia a 55°C, más preferentemente entre 5 y diez días para obtener un biogás y una corriente líquida digerida del alpechín que a su vez se somete a una segunda etapa de digestión anaerobia a 35°C durante un rango de tiempo comprendido entre 15 días y 25 días para obtener biogás y un alpechín digerido.
El biogás obtenido en la digestión anaerobia se somete a una etapa de purificación para reducción de su contenido en vapor de agua y los componentes derivados de azufre y nitrógeno, para evitar la posibilidad de generación de ácidos corrosivos en la condensación de los humos estos gases tras su combustión.
La ventaja de la digestión anaerobia es la posible utilización del biogás obtenido para utilizarlo posteriormente como combustible en la propia instalación de la almazara o bien en la orujera, directamente en los hornos de secado de orujo, calderas de calentamiento o vapor, turbinas, etc. Alternativamente el biogás producido se puede exportar para su uso como combustible fuera en otras instalaciones.
La digestión aerobia y la digestión anaerobia transforma la materia orgánica contenida en el alpechín en ácidos húmicos y fúlvicos, que hace que los productos que se obtiene en los procedimientos de la invención sea adecuados como fertilizantes y compost.
Tras la etapa de digestión, bien sea aerobia o anaerobia, y de manera preferente el procedimiento comprende una etapa de ultrafiltración para separar la corriente líquida de los fangos. Preferentemente estos fangos se unen a los fangos obtenidos en la etapa c).
Preferentemente los fangos se someten a una etapa de deshidratación para obtener fangos deshidratados. Estos fangos contienen una elevada proporción de ácidos fúlvicos y húmicos que le dan el carácter de compost. Los fangos deshidratados se pueden utilizar como fertilizantes y compost. Por lo tanto, otro aspecto de esta invención es el uso de los fangos deshidratados como fertilizantes y compost.
En otra materialización de la invención, la corriente líquida obtenida en la etapa de ultrafiltración se somete a una etapa de filtración por ósmosis para obtener una corriente líquida de salida de ósmosis y una segunda corriente de alpechín digerido concentrado. El alpechín digerido concentrado puede ser utilizado como fertilizante ya que, dispone de un elevado porcentaje de nutrientes.
Preferentemente una de las corrientes de líquidas de salida de la etapa de ósmosis es agua y se somete posteriormente a una etapa de aireación, preferentemente entre tres o cuatro días y así pierde su DQO residual, que queda establecida en un mínimo y de esta manera puede ser utilizada como agua de riego o para su vertido a cauce público, cumpliéndose la normativa establecida para realizar estos usos.
EJEMPLOS
Los siguientes ejemplos tienen únicamente carácter ilustrativo de esta invención, y no deben ser interpretados en sentido limitativo de la misma.
Ejemplo 1. Digestión aeróbica del alpechín con adición de nutrientes
Se partió de un alpechín con una DQO de 44.000 mgO2/litro y una concentración de fenoles de 2538 (mg/litro).
Se tomaron tres muestras: a la primera se añadió urea al 46% y tras tres días el DQO bajó a 14.000 mgO2/litro, a la segunda se añadió un 0,5% abono N-P-K (8-24-8), tras tres días el DQO fue de 4000 mgO2/litro, a la tercera muestra se le añadió un 0,5% abono N-P-K y a los 7 días el DQO del alpechín fue de 2200 mgO2/litro y la concentración de fenoles fue de 68 mg/litro. También se ha probó con la adición de N-P (Nitrógeno-Fosforo) dosificando al 0,25% en peso y los resultados fueron similares.
En varios días se produjo un desarrollo bacteriano acelerado y los resultados fueron muy concluyentes. De forma muy clara se demostró que la adicción de nutrientes en cualquiera de sus formas ensayadas, activaron de forma acelerada el proceso biológico aerobio. El tiempo que necesita la activación del proceso biológico es muy corto, en tres días se produjeron unas bajadas de DQO que llegan a más del 90% de reducción. Se ve con claridad que la adición de Nitrógeno (N) y Fosforo (P) son los dos nutrientes que más necesitan las bacterias para su desarrollo, ya que el Potasio (K) está presente de manera pronunciada en el alpechín de manera natural. La reducción de polifenoles en el proceso biológico fue muy efectiva, se redujo al menos un 97,3% sus valores iniciales, anulándose el carácter fitotóxico del alpechín y garantizándose que los productos finales revalorizados son desde este punto de vista aptos para su aplicación en agricultura.
En comparación se realizó una digestión aerobia sin adición de nutrientes en tres días la reducción era solo a 22000 mgO2/litro y a partir de ese valor no se disminuía significativamente la DQO.
Ejemplo 2. Digestión anaerobia del alpechín
Para el alpechín tratado con los mismo nutrientes y la misma cantidad que el ejemplo 1 pero con una digestión anaerobia se obtuvieron los siguientes resultados y rendimientos:
•DQO del alpechín de entrada al reactor: 44 Kg/M3
•Polifenoles totales del del alpechín al entrar en el reactor: 2.538 mg/litro
•DQO del alpechín de salida del reactor: 3,8 Kg/M3
•Polifenoles totales del alpechín al salir del reactor: 36 mg/litro
•Reducción de DQO en el proceso anaerobio: 40,2 Kg/m3
•M3/Kg de DQO: 0,435
•Producción de biogás por M3: 17,48 M3 de biogás /M3 de alpechín
•Poder calorífico del biogás: 6.000 Kcal/M3 de gas
•Kilocaloría por M3: 104.880 Kilocaloría/M3 de alpechín
•kWh por M3: 121,89 KWh / M3 de alpechín
Claims (14)
1. Procedimiento de tratamiento del alpechín que comprende las etapas de:
a) adición de nutrientes seleccionados entre compuestos de nitrógeno y/o compuestos de fósforo y/o compuestos de potasio, al alpechín;
b) digestión, del producto de la etapa a) para obtener un alpechín digerido;
c) decantación del producto obtenido en la digestión de manera que se obtiene una corriente líquida y una corriente sólida de fangos de digestión.
2. Procedimiento de tratamiento según reivindicación 1 caracterizado porque el compuesto de nitrógeno se selecciona entre, nitrógeno, urea, amoniaco o alguna de sus sales.
3. Procedimiento de tratamiento según alguna de las reivindicaciones 1 a 2 caracterizado porque el compuesto de fósforo se selecciona entre, fósforo, fosfatos y sus sales.
4. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque comprende después de la etapa c), una etapa de ultrafiltración del producto obtenido en la digestión y decantado en c) para obtener una corriente líquida y fangos.
5. Procedimiento según la reivindicación 4 caracterizado porque después de la etapa de ultrafiltración la corriente líquida se somete a una etapa de filtración por ósmosis para obtener una corriente líquida tras la ósmosis y una segunda corriente de alpechín digerido concentrado.
6. Procedimiento según la reivindicación 1 o 4 caracterizado porque los fangos se someten a una etapa de deshidratación para obtener fangos deshidratados.
7. Procedimiento según la reivindicación 5 caracterizado porque la corriente líquida tras la ósmosis se somete a una etapa de aireación.
8. Procedimiento según la reivindicación 1 a 7 caracterizado porque la digestión es aerobia con aireación.
9. Procedimiento según la reivindicación 1 a 7 caracterizado porque la digestión es anaerobia
10. Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque la digestión anaerobia comprende una primera etapa de digestión anaerobia a 55°C, para obtener un biogás y una corriente líquida digerida del alpechín que a su vez se somete a una segunda etapa de digestión anaerobia a 35°C para obtener biogás y el alpechín digerido.
11. Procedimiento según la reivindicación 10 caracterizado porque la primera etapa de digestión anaerobia se realiza en un rango de tiempo entre 5 y 10 días y la segunda etapa en un rango de tiempo entre 15 días y 25 días.
12. Uso de la corriente líquida obtenida por el procedimiento de la reivindicación 7 como agua de riego.
13. Uso del alpechín digerido concentrado obtenido por el procedimiento de la reivindicación 5 como fertilizante.
14. Uso del fangos deshidratado obtenido por el procedimiento de la reivindicación 6 como fertilizante y compost.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2994211 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20250120 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2994211 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20250528 |