WO2014119990A2

WO2014119990A2 - Un método y un sistema para el tratamiento integral de aguas residuales de una industria del maíz

Info

Publication number: WO2014119990A2
Application number: PCT/MX2014/000039
Authority: WO
Inventors: Ali Jesús ASAFF TORRES; MarÍa Yolanda REYES VIDAL
Original assignee: Centro De Investigación En Alimentación Y Desarrollo, A.C.
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2014-08-07
Also published as: WO2014119990A3; US10011509B2; MX370090B; US20150368138A1; MX2013002096A

Abstract

Siendo un proceso integral novedoso para el tratamiento de las aguas residuales, conocidas comúnmente como nejayote, de la industria del nixtamal, la masa y la tortilla, formado por un método mejorado para remover la fracción insoluble y un sistema de filtración para separar y concentrar las fracciones que componen el nejayote. El método cuenta con los pasos de: (a) neutralizar el nejayote; (b) hidrolizar enzimáticamente los gránulos de almidón; (c) flocular y separar la fracción insoluble. El sistema comprende las etapas de (a) microfiltración; (b) ultrafiltración para concentrar carbohidratos de cadena larga; (c) ultra/nano filtración para concentrar compuestos de tamaño medio; (d) nanofiltración/ósmosis inversa para concentrar moléculas pequeñas y obtención de agua con la calidad suficiente para su reuso o para su descarga de forma medioambientalmente segura. En una de sus modalidades para remover compuestos fenólicos indeseados, el proceso incluye un método que comprende los pasos de: (a) acidificar los efluentes a pH <4; (b) flocular y separar la fracción insoluble indeseada.

Description

UN MÉTODO Y UN SISTEMA ARA EL TRATAMIENTO INTEGRAL DE AGUAS RESIDUALES DE UNA INDUSTRIA DEL MAÍZ

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un proceso integral para el tratamiento de aguas residuales resultantes del proceso de nixtamalización, comúnmente conocidas como nejayote. Más particularmente, se refiere a un método para separar eficientemente los sólidos en suspensión y un sistema de filtración para ir fraccionando y concentrando los componentes solubles contenidos en estos efluentes para su uso en diferentes campos y la obtención final de una corriente de agua con la calidad suficiente para su reuso o para su descarga de forma medioambientalmente segura .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La nixtamalización es un proceso ancestral que consiste en cocer granos de maíz en agua alcalina. Los granos cocidos luego son molidos y el producto conocido como masa, es empleado para la elaboración de la tortilla, alimento básico de la dieta de los pueblos mesoamericanos y cuyo uso se ha venido extendiendo por todo el orbe. En una modalidad industrial, la masa es secada y molida para su expendio como harina de maíz nixtamalizado. En cualquier caso, el agua del cocimiento alcalino y las aguas de lavado de los granos cocidos de maíz, son conocidas comúnmente como nejayote, que es un efluente rico en material orgánico formado, tanto por sólidos suspendidos, como por sólidos en solución. A diferencia del agua de remojo de maíz producida por la industria almidonera, la composición del nejayote es altamente compleja ya que contiene los productos resultantes de la hidrólisis alcalina del pericarpio y parte del endospermo del grano. La relación, concentración y naturaleza de los componentes del nejayote formados o desprendidos durante la nixtamalización dependen de varios parámetros de proceso, que incluyen a la variedad de maíz, la dureza del endospermo, la calidad e integridad del grano, el tipo y la concentración de la cal (Rosentrater, .2006, Waste. Management 26, 284-292), la temperatura y tiempo de cocción y de remojo. En ¡a misma revisión se mencionan 12 reportes que permiten establecer un rango de 0.5- 14.5% de pérdida (peso seco) de los componentes del maíz durante la nixtamalización que equivalen a un rango de 2500 a 50000 mg de sólidos totales/L de nejayote. De estas cantidades, los sólidos suspendidos pueden oscilar entre los 2350 a 5500 mg/L y el resto es material soluble formado principalmente por carbohidratos de diferente longitud de cadena, compuestos fenólicos y sales de calcio. Las altas concentraciones y complejidad del material orgánico, el pH y la temperatura elevados, hacen que el nejayote sea considerado un efluente altamente contaminante y difícil de tratar por métodos convencionales.

Por ejemplo, las plantas compactas para el tratamiento de aguas residuales han tenido poco éxito deb\ ς que la presencia de compuestos inhibidores del crecimiento microbiano en el nejayote y su carga orgánica elevada, hacen que los tiempos de residencia hidráulico sean muy altos, además que se presentan problemas de incrustación por el alto contenido de calcio. Por otro lado, si bien las lagunas de oxidación son una opción técnicamente viable, en la mayor parte de los casos, las grandes industrias nixtamaleras o molinos medianos y pequeños se encuentran ubicados en centros urbanos. Esta ubicación no permite la instalación de lagunas porque en general no disponen del espacio suficiente y además generarían malos olores, provocando molestias en los habitantes de áreas circunvecinas. Otras estrategias se han dirigido a hacer reuso de este efluente, tal como describen Viniegra y Ramírez, 2007, MX/A/2007/010310, realizando la remoción parcial de los sólidos en suspensión del nejayote para reincorporarlos en la masa y utilizando el efluente resultante nuevamente en el proceso de nixtamalización. Sin embargo, las industrias del ramo manifiestan que esta práctica ocasiona que el producto final contenga sabores y aromas desagradables no aceptados por el consumidor final por lo que esta estrategia ha tenido poco éxito en su aplicación. En estudios de laboratorio que hemos realizado, encontramos que las características organolépticas de olor y sabor indeseables se originan principalmente a partir de los compuestos fenólicos presentes en le nejayote, en las condiciones de pH y temperatura de la nixtamalización. Por ejemplo, se encontró que un compuesto fenólico conocido como ácido ferúlico se transforma en 4-vinil- guayacol y que también se propician reacciones de acoplamiento orto oxidativo de fenoles. Ante la ausencia de tecnologías eficientes para el tratamiento del nejayote, otras estrategias han direccionado los esfuerzos al desarrollo de tecnologías alternas al proceso tradicional de nixtamalización con el propósito de reducir o eliminar la producción de nejayote (Wiikinson y Short, 1998, EP0883999; Sánchez y de la Cámara, 2004, WO/2004/023892, 2004; Figueroa y col ., 2006, MX/ A/2005/011797; Bejarano y col ., 2009, WO/2009/143416) . No obstante, dichas tecnologías han resultado poco atractivas para su implementación debido a sus altos costos de operación e inversión.

Recientemente, Asaff y col., 2013 (MX/a/2013/000943) desarrollaron una tecnología única para eliminar cualquier partícula o sólido en suspensión del nejayote, proceso que en, una de sus aplicaciones permitiría el tratamiento integral del nejayote aplicando tecnología de membranas, cuyo uso es cada vez más común en el tratamiento de aguas residuales y diversos procesos industriales. Por ejemplo, en la patente de Potter, US 5,707,524, se describe un proceso y un sistema para el tratamiento de aguas residuales de diferentes industrias que contienen carbohidratos, como material fermentable para la producción de levaduras. En dicha patente se describe el uso de membranas de ultra filtración para concentrar el material fermentable y generar agua para reuso o envío al drenaje conteniendo una cantidad mínima de contaminantes. Sin embargo, estudios recientes que hemos venido desarrollando muestran que en ambos casos existen una serie de limitantes que evitarían su aplicación industrial a costos razonables. En el primer caso referido al proceso de eliminación de sólidos en suspensión, la tecnología descrita refiere a que es necesario el uso de ácido fosfórico o una mezcla de ácido fosfórico o cualquiera de sus sales con otro ácido fuerte, como el ácido sulfúrico, con el propósito por un lado de disminuir el pH a un rango de 4 a 6.5, que es el rango óptimo de acción de cierto tipo de enzimas y por otro lado dar la fuerza iónica adecuada al medio para favorecer la floculación del material en suspensión. El uso de ácido fosfórico o cualquiera de sus sales ocasiona la formación de soluciones amortiguadoras o soíuciones tampón que requieren un mayor consumo de ácidos para alcanza si pH deseado. El ácido fosfórico, comparativamente con otros ácidos inorgánicos fuertes, tiene el mayor precio de mercado, aspecto que aunado al mayor consumo de ácidos, hacen que los costos de operación del proceso sean elevados. En el segundo caso, referido al uso de membranas de ultrafiltración, nuestros estudios mostraron que el nejayote contiene cierto tipo de compuestos que se van adsorbiendo en el material de construcción de las membranas, ocasionando que al cabo de cierto tiempo de operación sus poros se saturen y queden obstruidas o se deterioren por reacciones entre ciertos compuestos con carga positiva y el material de las membranas. Por tanto, el uso de cualquier tipo de membrana de ultrafiltración, nanofiltración u osmosis inversa en el tratamiento del nejayote obtenido o acondicionado en las condiciones descritas en la solicitud MX/a/2013/000943, no es técnicamente factible.

Algunas otras tecnologías descritas pretenden solucionar de manera indirecta el problema del nejayote a través de la recuperación de productos de alto valor que contiene, como pentosanas feruladas o ácido ferúlico, con lo que se disminuye su carga orgánica total . Carvajal-Millan y col . , 2005, MX 278768 describen un proceso para la recuperación de pentosanas feruladas consistente en la adición de etanol a un nejayote libre de sólidos y con pH ajustado a 5, con el propósito de preci pitar ios carbohidratos de cadenas medianas y largas. Sin embargo, su aplicación a sistemas industriales de gran escala es muy limitada debido al alto costo que generaría la recuperación del alcohol añadido, cuya proporción es de al menos 2 a 1 (v/v) en relación al nejayote. Asimismo el producto final recuperado es heterogéneo porque contiene carbohidratos de diferente longitud de cadena, además de almidón, y su costo de recu peración es elevado por la cantidad de alcohol a emplear. Por otro lado, en la patente de Asaff y col . , 2008, MX 259521 describen un proceso para la recuperación de ácido ferúlico a partir del nejayote mediante procesos de adsorción/desorción . El sistema descrito permite retener la fracción fenólica, dejando en solución la fracción orgánica mayoritaria formada por carbohidratos de diferente naturaleza . En ambas patentes, el material que log ra ser removido oscila entre el 5 y el 20% por lo que en gran parte la problemática del nejayote continúa latente.

Debido que hasta la fecha no han existido alternativas viables para el tratamiento o manejo del nejayote, en la gran mayoría de los casos, este efluente es vertido al drenaje municipal o cursos natu rales de agua con un tratamiento mínimo o sin ningún tratamiento. Este hecho hace que la actividad de la industria del nixtamal, la masa y la tortilla tenga un impacto medioambiental negativo, quedando vu lnerable al pago de multas ante normativas ambientales cada vez más rigurosas. Por lo anterior resulta urgente generar alternativas efectivas que permitan un tratamiento i ntegral del nejayote, facilitando su reuso o su descarga de forma medioambientalmente segura y promoviendo de esta manera el establecimiento de empresas socialmente responsables, una de cuyas directrices es el cuidado del medioambiente. SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En vista de lo anteriormente descrito y con el propósito de dar solución a las limitantes encontradas, es objeto general de la invención proveer un método y un sistema, únicos, innovadores y eficientes para el tratamiento integral de los efluentes de una industria del maíz, conocidos como nejayote y que tienen una aplicación di recta como última etapa de los procesos de las industrias del nixtamal, de la harina de maíz nixtamalizado y de la tortilla.

Es un objeto específico de la invención proveer un método único, innovador y eficiente para el acondicionamiento del nejayote con el propósito de obtener un producto libre de sólidos en suspensión, idóneo para ser empleado en procesos que tienen por objeto la recuperación de compuestos con valor comercial o estratégico contenidos en estas aguas residuales.

Es otro objeto específico de la invención proveer nejayote li bre de sólidos en suspensión en condiciones que permitan su tratamiento a través de métodos físicos de filtración, particularmente ultrafiltración, nanofiltración u osmosis inversa, con el propósito de reutilizar el perneado como agua de proceso o para su descarga al drenaje o cursos naturales de agua de forma medioambientalmente segura .

Es otro objeto específico de la invención fraccionar y concentrar, de acuerdo a su peso molecular, compuestos de alto valor contenidos en el nejayote tal como pentosanas y pentosanas feruladas, ácidos fenólicos, particularmente ácido ferú lico, sus dímeros, trímeros, sus ésteres glicosilados, ácido p-coumárico y 4-vinil guayacol, entre otros. Es otro objeto específico de la invención fraccionar y concentrar, de acuerdo a su peso molecular efectivo, carbohidratos de diferente naturaleza y longitud de cadena, sus monómeros, dímeros o trímeros de base, tal como glucosa, xilosa, arabinosa y galactosa, entre otros, con el propósito de emplearlos en diferentes campos, como por ejemplo en la producción de bioetanol .

Es otro objeto específico de la invención separar por precipitación o filtración o centrifugación, dímeros, trímeros algunos ésteres del ácido ferúlico y/o coumárico, que se insolubilizan variando el pH de acuerdo a su pKa y empleando floculantes adecuados, con el propósito de generar un producto idóneo para la recuperación de productos de alto valor como el ácido ferúlico.

En una de las modalidades preferidas de la invención, la cual incluye al menos algunos de los objetivos anteriormente presentados, comprende un método que permite eliminar los sólidos en suspensión del nejayote, disminuyendo el pH a un valor cercano a la neutralidad, adicionando una enzima del tipo amilasa adecuada al pH de trabajo y un floculante para favorecer la separación de los sólidos en suspensión. El sobrenadante libre de sólidos en suspensión luego es alimentado a un sistema formado por membranas de ultrafiltración y nanofiltración de diferente corte efectivo, donde los componentes van siendo fraccionados y concentrados de acuerdo a su peso molecular. A través de cada paso los efluentes van disminuyendo su carga orgánica hasta la obtención de un efluente o permeado final que puede ser reutilizado en el proceso de nixtamalización o descargado al drenaje o cursos naturales de agua de forma medioambientalmente segura. Además del agua tratada, como producto principal del proceso, se obtienen al menos tres fracciones concentradas, siendo la primera de ellas rica en contenido de pentosanas feruladas, la segunda en dextrinas, oligómeros de xilosa y arabinosa y ésteres glicosilados de compuestos fenólicos y la tercera conteniendo monómeros, dínieros y trímeros de azúcares y compuestos fenólicos como el ácido ferúlico, sus dímeros y trímeros. i

DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS

Los detalles característicos de la invención se describen en los siguientes párrafos en conjunto con las figuras que lo acompañan, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.

Figura 1 muestra un diagrama esquemático del método del presente invento para remover (a) los sólidos en suspensión del nejayote, separar y concentrar las fracciones solubles hasta obtener agua para reuso o descarga de forma medioambientalmente segura ; (b) para remover compuestos fenólicos indeseados en los procesos de recuperación y purificaci'ón de ácido ferúlico.

Figura 2 muestra un diagrama de flujo que describe la secuencia de pasos del proceso integral del presente invento para el tratamiento del nejayote.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El presente invento comprende un método y un sistema, únicos, innovadores y eficientes que tiene por objeto el tratamiento integral efluentes de una industria del maíz, conocidos como nejayote y que tienen una aplicación directa como última etapa de los procesos de las industrias del nixtamal, de la harina de maíz nixtamalizado y de la tortilla. El método está referido al acondicionamiento del nejayote, consistente en la eliminación de todos los sólidos en suspensión que contiene, para poder tratar luego el efluente libre de dichos sólidos en un sistema de filtración por membranas. En dicho sistema se van fraccionando y concentrando las fracciones solubles de acuerdo a su peso molecular hasta obtener como permeado final agua con calidad suficiente para su reuso en el proceso de nixtamalizacion o para su descarga de forma medioambientalmente segura.

El método en una de sus modalidades preferidas es descrito en referencia a la FIG. 2, que comprende a un método semicontínuo en el que se usan al menos dos tanques cónicos con agitación mecánica o neumática en los que se van alternando operaciones y que sirven para la recepción y almacenamiento del nejayote, neutralización, hidrólisis enzimática, floculación y sedimentación. Como primer paso, la corriente 2 proveniente del proceso de nixtamalizacion, usualmente con un pH entre 9 y 12 y una temperatura entre 70 a 90° C, es recibida y almacenada en el tanque TA-A y es mezclada o añadida con la corriente 4 que contiene alguna sustancia ácida, preferentemente ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido cítrico o C0₂. La adición de ácido se realiza con el propósito de ajustar el pH entre 6.5 y 8.0, preferentemente entre 7.0 y 7.5. Como segundo paso, el producto neutralizado resultante del paso anterior es mezclado o añadido con la corriente 6, conteniendo enzimas selecc i n~.ias del grupo de las amilasas, preferentemente amilasas de origen bacteriano, con una actividad óptima a pH entre 6 a 8 y a temperaturas entre los 70 y 100 °C. El volumen de enzima añadido oscila entre los 10 a 200 μ1_ por cada litro de nejayote y es función de la actividad específica de la(s) enzima(s) comercial (es), el contenido de material a hidrolizar en el nejayote y/o el tiempo deseado de hidrólisis, que en sistemas continuos corresponde al tiempo de residencia hidráulico. Como tercer paso, la mezcla resultante del segundo paso se incuba durante un periodo comprendido entre 1 a 60 minutos, preferentemente entre 10 a 30 minutos para permitir la hidrólisis enzimática del material amiláceo en suspensión contenido en el nejayote, periodo durante el cual va disminuyendo la temperatura de la mezcla. Tal como se describe en la solicitud MX/a/2013/000943, estas partículas son demasiado pequeñas para ser separadas por métodos físicos a nivel industrial pero lo suficientemente grandes para tapar cualquier superficie filtrante. Por su relevancia en el invento, el segundo y tercer paso se consideran cruciales para lograr el efecto de clarificación deseado. Como cuarto paso, el producto hidrolizado resultante del tercer paso es mezclado o añadido con la corriente 8, que comprende un floculante adecuado, preferentemente un floculante catiónico o aniónico como poliacrilamida o sus copolímeros o arcillas conteniendo minerales del grupo de los filosilicatos o de la familia de las esmectitas ctín otros ingredientes. En el caso de los floculantes catiónicos, la cantidad óptima a alcanzar para una floculación efectiva es de 5 a 100 ppm preferentemente de 15 a 50 ppm, añadidos a partir de una solución concentrada bajo agitación hasta lograr una mezcla homogénea. En el caso de la mezcla de arcillas con otros ingredientes, la cantidad óptima a alcanzar es de 200 a 2000 ppm, preferentemente de 300 a 700 ppm, añadidas como polvo y manteniendo la agitación en la mezcla heterogénea resultante durante 1 a 15 minutos, preferentemente de 3 a 10 minutos hasta conseguir la floculación del material en suspensión remanente. El quinto y último paso del método del presente invento consiste en la eliminación del material floculado. La separación de la fracción floculada del sobrenadante libre de sólidos en suspensión puede lograrse por sedimentación o decantación simple, centrifugación, filtración, flotación o una combinación de cualquiera de estas operaciones unitarias. La separación del material floculado da lugar a dos corrientes, que en la FIG. 2 están representadas por las corrientes 10 y 12 respectivamente. La corriente 10 está formada por los sólidos insolubles floculados, que a diferencia de los obtenidos por el método descrito en la solicitud MX/a/2013/000943 son muy densos y por tanto el floculo es compacto. La corriente 12 a su vez contiene los sólidos solubles y una pequeña cantidad de material en suspensión que no logró ser removido, usualmente inferior a 50 ppm que es enviada al tanque de almacenamiento y alimentación TA-B. Durante esta operación, el nejayote con un contenido inicial de sólidos totales que puede oscilar entre 10000 a 20000 ppm y una demanda química de oxígeno (DQO) entre 8000 a 18000 mg 0₂/L, ve disminuidos estos valores entre un 10 a un 15% que corresponde a los sólidos en suspensión eliminados. De esta manera la corriente 12 resultante, contiene entre 8000 a 17000 ppm de sólidos solubles y una DQO entre 7000 a 15000 mg 0₂/L. La fracción floculada o corriente 10 es un residuo que usualmente es dispuesto en rellenos sanitarios o empleado para la alimentación animal. Por su composición es una fracción que también puede ser hidrolizada química o enzimáticamente y sus azúcares empleados para la producción de bioetanol o proteína unicelular o en diversos procesos biotecnológicos.

El nuevo método para eliminar sólidos en suspensión del nejayote, objeto de la presente invención, plantea diferencias inventivas y ventajas considerables en relación con el método descrito en la solicitud MX/a/2013/000943. Primeramente, en dicha solicitud, el pH del nejayote es ajustado a valores entre 4.0 a 6.5, preferentemente entre 5.0 a 6.0, mediante la adición de ácido fosfórico o cualquiera de sus sales, solo o en mezcla con otros ácidos inorgánicos fuertes, como ácido sulfúrico. La adición de ácido fosfórico según describen sus autores, además de servir para disminuir el pH, tiene como finalidad incrementar la fuerza iónica del medio con el propósito de promover una buena formación de flóculos, ya que la adición de ácido sulfúrico solo no es suficiente. El acondicionamiento del pH se realiza con el afán de favorecer la actividad óptima de enzimas del grupo de las amilasas para hidrolizar principalmente gránulos de almidón. Según la solicitud MX/a/2013/000943, las enzimas son seleccionadas del grupo de amilasas de origen fúngico, con una actividad óptima a pH entre 4 a 6 y a temperaturas entre los 50 a 80 °C. En el presente invento, luego de una rigurosa selección se encontró que cierto tipo de enzimas amilasas, preferentemente de origen bacteriano pueden actuar efectivamente a pH entre 6 a 8 y a temperaturas entre los 80 y 100 °C, aspecto que por sí solo ya representa una ventaja pues no requiere de enfriamiento del nejayote. Adicionalmente se encontró que a pH entre 7 y 10, la formación de flóculos de sólidos en susoensión remanentes es muy efectiva y no se requiere el ajuste de la fuerza iónica, tal como sucede cuando se trabaja & pH comprendido entre 4 a 6, por lo que se pueda usar únicamente ácido sulfúrico que es mucho más barato que el ácido fosfórico o cualquiera de sus sales. Sin embargo, por aspectos regulatorios, sobre todo si el agua a recuperar se va a destinar a reuso en el proceso de nixtamalización, el método del presente invento comprende también el uso de ácido fosfórico, sus sales o ácido cítrico en sustitución del ácido sulfúrico. Si bien estos ácidos son más caros que el ácido sulfúrico, de acuerdo al nuevo método desarrollado, el tener que ajustar el pH tan solo a valores cercanos a la neutralidad implica un menor gasto de ácidos a que si se trabaja a pH entre 4 a 5, tal como se describe en la solicitud MX/a/2013/000943. En el caso del ácido fosfórico o sus sales el ahorro es todavía mucho más marcado pues va formando buffers o soluciones amortiguadoras, sjendo uno de los más estables el que forma a su segundo pKa de 7.2. El consumo de ácido fosfórico para disminuir el pH del nejayote hasta ese valor es menos de la tercera parte del que se requiere para alcanzar un pH entre 4 a 5. Además de la reducción de costos, una ventaja importante que se obtiene con el método desarrollado son las características físicas del floculo obtenido. Bajo las condiciones del presente invento, los flóculos formados con la adición de ácido sulfúrico son densos y muy compactos facilitando enormemente el proceso de separación del material floculado, que una vez sedimentado, usualmente no representa más del 5% de volumen total tratado. Sin embargo, según el método descrito en la solicitud MX/a/2013/000943, dicho volumen suele ser superior al 50% lo que requiere de tiempos de sedimentación mucho más prolongados o el uso de equipos más sofisticados para lograr un grado de remoción satisfactorio. El uso de corrientes gaseosas de C0₂, provenientes del proceso de nixtamalización par neutralizar el pH del nejayote es posible aunque se da una formación abundante de carbonato de calcio insoluble por lo que los sólidos suspendidos de naturaleza orgánica son reemplazados por otros de naturaleza inorgánica, siendo necesarios la adición de otros floculantes como alúmina para mejorar la clarificación del nejayote.

De acuerdo al objeto del presente invento, un aspecto fundamental de trabajar a pH ligeramente alcalino está referido con la operabilidad o factibilidad técnica del proceso global, particularmente relacionado con el uso de membranas de ultra y/o nanofiltracion y/u osmosis inversa . En su mayor parte, los elementos filtrantes de estas membranas en cualquiera de sus conformaciones están compuestos de polímeros de poliamida, polisulfona o polietersulfona, materiales que de acuerdo a sus especificaciones técnicas son incompatibles con surfactantes o floculantes catiónicos cargados positivamente ya que estos pueden causar daños irreversibles a las membranas. A pH alcalino, los floculantes catiónicos no están cargados positivamente y por la tanto se minimiza el riesgo de daño a las membranas. No obstante y con el propósito de eliminar todo riesgo, en el presente invento también se encontró que otro tipo de floculantes, como cierto tipo de arcillas conteniendo minerales del grupo de los filosilicatos o de la familia de las esmectitas con otros ingredientes puede sustituir en su totalidad a los surfactantes catiónicos. Otro aspecto de gran relevancia y relacionado también con la operabilidad o factibilidad técnica del sistema es que se observó que en condiciones ácidas, la fracción fenólica del nejayote va quedando adsorbida en las membranas de ultra y/o nanofiltracion ocasionando su taponamiento y la merma de material de interés. Probablemente los compuestos fenólicos se cargan positivamente en condiciones ácidas, al igual que los floculantes catiónicos, llegando a interactuar o incluso reaccionar con el material de construcción de las membranas. Para un experto en el arte de la técnica resulta evidente que el método hasta aquí descrito puede desarrollarse también en un sistema por lotes, o continuo. En el caso de un sistema por lotes, los pasos 1, 2, 3, 4 y 5 puede realizarse en un solo tanque con agitación mecánica o neumática, con un fondo cónico para facilitar el drenaje de los sólidos en suspensión floculados. En una modalidad del sistema semicontinuo, los pasos del 1, 2 y 3 pueden desarrollarse en un tanque similar al de un sistema por lotes pero la adición de floculante (paso 4) puede hacerse en línea y la separación de fases (paso 5) realizarse en un equipo continuo. Por ejemplo puede usarse un hidrosedimentador, un filtro, una centrífuga^· o un sistema de flotación cuidando que el tiempo de residencia hidráulico en el sistema sea el adecuado para lograr una floculación y separación eficientes. Finalmente, en sistema continuo, el ajuste de pH puede realizarse en línea, al igual que la adición de enzimas, usando un tanque de paso con régimen continuo de carga y descarga y de un volumen tal que el tiempo de residencia hidráulico sea el necesario para lograr la hidrólisis del material de interés. En lugar de un tanque también puede usarse un reactor tubular de flujo pistón o su equivalente que sería una tubería de gran longitud pero confinada en un arreglo compacto con el número de pasos suficiente para alcanzar el tiempo de residencia hidráulico necesario para alcanzar la hidrólisis del material de interés. Luego, la adición de floculantes también puede realizarse en línea y realizar la separación de fases en los equipos ya descritos para un sistema semicontinuo. Resulta también evidente para un entendido en el arte de la técnica que en cualquiera de los regímenes de operación los sistemas podrán ser instrumentados y automatizados al nivel que se desee.

Habiendo descrito el método para la eliminación de sólidos en suspensión del nejayote, a continuación se describe el sistema de tratamiento en una de sus modalidades preferidas en referencia a la FIG. 2. La corriente 12 con un contenido inferior a 50 ppm de sólidos en suspensión ingresa a un sistema de microfiltración MF, en cualquiera de sus conformaciones, .que tiene como objeto la eliminación de los restos de material eR suspensión. El efluente resultante, libre de sólidos en suspensión, en la FIG. 2 corresponde a la corriente 14, contiene habitualmente entre 8000 a 17000 ppm de sólidos solu bles. Dicha corriente es enviada al tanque TA-C que sirve como tanque de balance o alimentación del siguiente elemento del sistema . Dicho elemento está formado por la unidad de ultrafiltración UF-lOO con membranas de 100 kDa de corte efectivo del peso molecu lar. Luego de evaluar membranas de diferente tamaño de corte, se encontró que las membranas de 100 kDa retienen una fracción de carbohidratos de cadena larga formados principalmente por a rabinosa, xilosa y ácido ferúlico, razón por la cual se conocen también como arabinoxilanos ferulados o pentosanas feruladas al contener azúcares de 5 átomos de carbono y moléculas no hidrolizádas de ácido ferúlico o ácido p-coumárico. Se encontró que son justamente estos carbohidratos de cadena larga los mayores contribuyentes a ja viscosidad del nejayote. Del elemento UF- 100 salen dos corrientes : a) el permeado o producto descrito en la FIG.2 como la corriente 16 que es enviada al tanque TA-D que sirve como tanque de balance o alimentación del siguiente elemento del sistema y b) el rechazo descrito en la FIG. 2 como la corriente 18, que es concentrada enviándola como recirculación al tanque TA-C. A medida que se va concentrando, la viscosidad de la corriente 18 tiene un incremento muy grande que ocasiona a su vez un descenso considerable en el flujo de la corriente 16. Tanto el incremento de la viscosidad como el descenso del flujo describen una función del tipo hiperbólico. Se determinó que es posible concentrar la corriente 18 entre 10 a 20 veces, dependiendo del contenido de pentosanas feruladas de la corriente 14. Usualmente luego de concentrada, la corriente 18 tiene un contenido entre 18000 a 22000 ppm de pentosa nas feruladas y compuestos de bajo peso, molecular, mientras que la corriente 16 tiene un contenido entre 7000 a 15000 ppm de sólidos solubles que representa una reducción en su contenido de aproximadamente 10 a 20% . De la misma manera, la DQO de dicha corriente disminuye presentando valores entre 5000 a 12000 mg Oz/L.

La separación de esta, primera fracción de carbohidratos resulta importante por razones de índole. técnico y comercial . La importancia técnica radica en que esta fracción es la que contribuye de gran manera a la viscosidad del nejayote, dificultando los procesos corriente abajo. Comercialmente, las pentosanas feruladas tienen un valor de mercado importante por cuanto se usan en diferentes campos como el farmacéutico, en alimentos o pueden también usarse como fuente de azúcares para la producción de xilitol, bioetanol, proteína unicelular o diversos procesos biotecnológicos. Si el propósito es la obtención de pentosanas feruladas para su comercialización como un bien intermedio, se pueden usar alternativamente membranas de 50 KDa de corte efectivo del peso molecular con el propósito de recuperar una mayor cantidad de pentosanas feruladas aunque de mayor heterogeneidad en la longitud de cadena. Adicionalmente, la corriente 18 debe ser diafiltrada con el propósito de permear todos los compuestos de menor peso molecular a 50 o 1C >^' kOa retenidos por efectos de equilibrio. Para la disfiltración se debe interrumpir momentáneamente la alimentación de la unidad UF-100 con la corriente 14, y en su lugar se debe alimentar el tanque TA-C con la corriente 14A de agua ligeramente alcalina a pH entre 7.1 a 7.3, incorporando el permeado a la corriente 16. Es aconsejable diafiltrar con al menos el doble de agua del volúmen contenido en el tanque TA-C al momento de iniciar la diafiltración. Luego, el producto resultante de la diafiltración, representado en la FIG. 2, como corriente 18A, conteniendo entre 15000 a 20000 ppm de pentosanas feruladas de alta pureza es secada o purificada por procesos ya descritos. Por ejemplo, la corriente 18A puede ser secada directamente en un secador por aspersión, atomización o espreado, conocidos también como "spray dryers". Igualmente, las pentosanas feruladas puras pueden ser precipitadas con etanol y secadas con acetona tal como se describe en la patente MX 278768. Sin embargo, a diferencia del procedimiento descrito en dicha patente, se parte de un producto ya purificado conteniendo entre 10 a 20 veces más pentosanas feruladas de alto peso molecular que el nejayote. Para precipitar estos carbohidratos se recomienda la adición de al menos el doble de volumen de etanol por lo que el trabajar con un producto concentrado purificado representa un ahorro entre 10 a 20 veces en el uso de etanol, acetona y los costos inherentes a la recuperación y purificación de estos solventes. Se afirma que la corriente 18A contiene un producto purificado porque se trata de una corriente que ya pasó por un proceso de hidrólisis con amilasas y al estar diafiltrado se encuentra libre de alimidón o carbohidratos de bajo peso molecular como dextrinas, oligómeros de pentosas o mómeros de glucosa, xilosa, arabinosa, galactosa, ácido ferúlico u otras moléculas. Una ventaja adicional es que las pentosanas feruladas contenidas en la corriente 18A son mucho más homogéneas en cuanto a su peso molecular que las que se pueden obtener mediante el procedimiento descrito en la patente MX 278768, ya que la ultrafiltración permite separarlas de aquellos carbohidratos con un peso molecular inferior a los 100 kDa de corte efectivo. El tener un producto más homogéneo en peso molecular tiene también una correlación directa con la homogeneidad de las propiedades fisicoquímicas de los productos a desarrollar o en sus posibles aplicaciones, por ejemplo como agente gelificante.

Resultará obvio para un entendido en el arte que membranas de cortes efectivos más bajos también son útiles para retener esta fracción de carbohidratos pero los fluxes (flujo por unidad de área de membrana) son más lentos por lo que se necesitará un mayor número de unidades de filtración. Asimismo, la homogeneidad del peso molecular de las pentosonas feruladas será menor al quedar atrapadas también moléculas de tamaño intermedio, lo que irá en desmero de la calidad del producto final o pentosanas feruladas de cadena larga que son la que tienen las mayor cantidad de aplicaciones por las propiedades fisicoquímicas de sus soluciones.

Resultará también obvio para un entendido en el arte que las fracciones de de pentosanas de cadena larga podrán ser hidrolizadas química o enzimáticamente y así evitar este paso de ultrafiltracion aunque no necesariamente será lo más atractivo al considerarse estos compuestos, productos de alto valor.

Luego de atravesar el primer elemento de ultrafiltracion, el permeado resultante representado en la FIG. 2 como la corriente 16, es enviado al tanque TA-D que sirve como tanque de balance o alimentación del siguiente elemento del sistema. Dicho elemento está formado per la , unidad NF-1 con membranas de nanofiltración de 1 kDa c'e corte efectivo de peso molecular y del que salen dos corrientes: a) el permeado o producto descrito en la FIG. 2 como la corriente 20 que es enviada al tanque TA-E que sirve como tanque de balance o alimentación del siguiente elemento del sistema y b) el rechazo descrito en la FIG. 2 como la corriente 22, que es concentrada enviandola como recirculación al tanque TA-D. A diferencia de la corriente 18, la viscosidad de la corriente 22 no cambia de forma sustancial y solo se observa un ligero descenso en el flujo, que describe además, una función lineal proporcional al incremento de la concentración de sólidos solubles. Se determinó que es posible concentrar la corriente 22 entre 15 a 20 veces, dependiendo del contenido de sólidos solubles de la corriente 16. Usualmente luego de concentrada, la corriente 22 tiene un contenido entre 16000 a 21000 ppm de pentosanas feruladas de peso molecular medio y bajo, dextrinas y u oligómeros de arabinosa, xilosa y otros azucares. Por su parte, la corriente 20 tiene un contenido entre 6000 a 12000 ppm de sólidos solubles que representan una reducción en su contenido de aproximadamente 10 a 20%. De la misma manera, la DQO de dicha corriente disminuye presentando valores entre 4000 a 9000 mg 0₂/L. Nuestros estudios también demostraron que las membranas de nanofiltracion de 1 kDa de corte efectivo pueden ser reemplazadas por membranas de ultrafiltración de 3 o hasta 5 kDa, sin alterar sustancialmenbe la composición y contenido de sólidos solubles de esta segunda fracción. La decisión de usar membranas de 1, 3-, o 5 kDa radica principalmente en su disponibilidad y sobre todo su precio ya que el costo de su reemplazo al cabo de su vida útil, usualmente entre 1 a 3 años, constituye uno de los costos de operación del proceso.

La separación de esta segunda fracción de carbohidratos resulta importante también por razones de índole técnico y comercial ya que contiene compuestos que inciden con los procesos corriente abajo, pero que a su vez pueden ser aprovechados para la obtención de otros productos. De acuerdo a nuestros estudios desarrollados con el objeto de la presente solicitud, esta fracción está formada por pentosanas de peso molecular intermedio, oligómeros de xilosa y arabinosa, dextrinas, ásteres de carbohidratos de cadena media o corta con compuestos fenólicos, como el ácido ferúlico, sus dímeros o ácido p-coumárico y otros compuestos de bajo peso molecular. La importancia técnica radica en que esta fracción de carbohidratos no está completamente hidrolizada y puede ser separada de la siguiente fracción formada por monómeros o dímeros de azúcares. De esta manera, la cantidad de sólidos disueltos en el permeado o efluente de esta operación, representado en la FIG. 2 por la corriente 20, es bajo y por tanto facilita el flujo por el tercer elemento de nanofiltracion u osmosis inversa que es descrito más adelante. Otra ventaja radica en el hecho de que dicha corriente 20, luego de atravesar el tercer elemento de nanofiltracion u osmosis inversa podrá ser concentrada en mayor proporción sin que se produzca la precipitación de compuestos por su excesiva concentración. Este hecho permite un mayor porcentaje de recuperación de agua para su reuso o descarga de forma medioambientalmente segura y una mayor concentración de material que puede servir para diferentes procesos biotecnológicos. Otro aspecto a resaltar es que, como se mencionó anteriormente, esta fracción contiene ásteres de ácido ferúlico o sus dímeros o trímeros con cadenas de pentosas de cadena media o corta, que de acuerdo a nuestros estudios, son las que confieren un color café característico a las soluciones acuosas alcalinas que las contienen. Se observó que estos ésteres también son adsorbidos durante los procesos de recuperación de ácido ferúlico como el que se describe en la patente MX 259521, interfiriendo en los procesos de recuperación y purificación del ácido ferúlico, por lo que son considerados como contaminantes de dicho proceso. Por tanto, el permeado o corriente 20, al encontrarse libre de dicho material y también de pentosanas feruladas de cadena larga retenidas en la unidad de ultrafiltración UF-100, se considera un producto ideal para su uso como materia prima en el proceso mencionado para la recuperación de ácido ferúlico. Adicionalmente, se encuentra en gran parte libre de sales que pueden competir por sitios activos cuando los procesos emplean resinas de adsorción, facilitando por tanto la eficiencia del proceso. A su vez, los ésteres de ácido ferúlico o sus dímeros o trímeros retenidos y concentrados en la corriente 22 pueden ser tratados posteriormente mediante enzimas del tipo feruloilesterasa o químicamente con el propósito de promover la liberación de una molécula de alto valor, como es el ácido ferúíicc, para su posterior recuperación mediante procesos ya conocidos. Estas moléculas también pueden ser empleadas como nutracéuticos por las múltiples actividades biológicas que presentan, tal como se describe por ejemplo en la publicación electrónica sobre arabinoxilanos de cadena corta provenientes de salvado de arroz f http://www.biobran.org/overview/^') . También pueden ser empleadas como prebióticos ya que se ha descrito que la hemicelulosa, compuesta por pentosas, afecta de modo beneficioso al hospedero estimulando selectivamente el crecimiento y/o la actividad de una o de un limitado número de bacterias del colon. En otra de sus aplicaciones, estos carbohidratos pueden ser digeridos química o enzimáticamente junto con las dextrinas u oligómeros de glucosa, que componen esta segu nda fracción, con el propósito de emplear sus azúcares constituyentes para la producción de bioetanol o como sustrato pa ra diferentes procesos biotecnológicos.

La segu nda fracción puede o no ser d ilafiltrada, dependiendo de los usos que se pretenda dar a esta fracción o al permeado. Si es de interés la recu paración de molécu las de alto valor, como acido ferulico libre, el diafiltrado es necesa rio. También si se pretenden aislar y pu rificar pentosanas de cadena corta y media para su uso como nutracéuticos y/o prebióticos, previa digestión enzi mática o química de dextrinas u oligomeros de glucosa . Para la diafiltración de esta segu nda fracción, se debe i nterru mpi r momentáneamente la ali mentación de la u nidad NF- 1 con la corriente 16, y en su lugar se debe al i mentar el tanque TA-D con la corriente 16A de agua ligeramente alcalina a pH entre 7. 1 a 7.3, incorporando el permeado a la corriente 20. Es aconsejable diafiltrar con al menos el doble de agua del volú men contenido en el tanque TA-D al momento de iniciar la diafiltración . Luego, el producto resultante de la diafiltración, representado en la FIG. 2, como corriente 22A, conteniendo entre 14000 a 19000 ppm de pentosanas de cadena corta o media, sus ásteres con ácido ferú l ico o sus dímeros o trímeros pueden ser tratados de acuerdo a los intereses del usuario. La corriente 22A, puede contener o no dextri nas u oligomeros de g lucosa dependiendo de sí se aplica o no u na hid rólisis enzi mática con enzimas del tipo dextri nasa y/o g lucosidasa de manera previa a la d iafiltración con la cual se el iminan también los monómeros o dímeros de glucosa .

Luego de atravesar el pri mer elemento de nanofiltración (segundo del sistema), el permeado resu ltante representado en la FIG. 2 como la corriente 20, es enviado al tanque TA-E que si rve como tanque de bala nce o alimentación del tercer elemento del sistema . Dicho elemento está formado por la unidad NF-02 con membranas de nanofiltración de 200 Da de corte efectivo del peso molecu lar y del que salen dos corrientes : a) el permeado α producto descrito en la FIG.2 como la corriente 24 que es envi ada al tanque TA-F que sirve como tanque de balance o alimentación del siguiente elemento del sistema o como tanque de almacenamiento de agua para su resuso en el proceso de nixtamalizacion o su posterior descarga de ^■ foma medioambientalmente segura y b) el rechazo descrito en la FIG.2 como la corriente 26, que es concentrada enviándola como recirculación al tanque TA-E. Al igual que la corriente 22, la viscosidad de la corriente 26 no cambia de forma sustancial y solo se observa un ligero descenso en el flujo, que describe además, una función lineal proporcional al incremento de la concentración de sólidos solubles. Se determi nó que es posible concentrar la corriente 26 entre 6 a 12 veces, dependiendo del contenido de sólidos solu bles de la corriente 20. Usualmente luego de concentrada, la corriente 26 tiene u n contenido entre 20000 a 55000 ppm de monómeros y dímeros de azúcares, ácido ferúlico libre y dímeros de ácido ferúlico principalmente. Esta corrienté, rica en compuestos de alto valor como el ácido ferúlico o sus derivados, resulta idónea para su uso en procesos que tienen por objeto su recuperación ya que se encuentra libre en gran parte de material que interfiere en dichos procesos como arabinoxilanos de cadena media, larga y corta unidos a moléculas de ácido ferúlico, sus dímeros o trímeros. Al estar concentrada, esta fracción también reducirá el tiempo de tratamiento con la consecuente reducción de los costos de horas hombre y energía , Por su parte, la corriente 24 tiene un contenido entre 1000 a 2200 ppm de sólidos solu bles, de los cuales aproximadamente el 40% son sales inorgánicas, que representan una reducción en su contenido de aproximadamente 75 a 85% . La DQO de la corriente 24 muestra una reducción sustancial presentando valores entre 400 a 1000 mg 0₂/L y conforma una corriente de agua con una calidad aceptable, li bre de compuestos fenólicos que puedan degradar y conferir características organolépticas no deseables al producto final, por lo que puede ser recirculada nuevamente en el proceso de nixtamalizacion . Si lo que se busca es la descarga de la corriente 24 de forma medioambientalmente segura, las membranas del elemento NF-02 pueden ser reemplazadas por membranas de 100 Da de corte efectivo del peso molecular o por membranas de osmosis inversa . Resultará obvio para un experto en el arte que con el propósito de optimizar el funcionamiento del sistema, en otra modalidad del sistema, las membranas de 100 Da o de osmosis inversa podrán ser ubicadas de manera secuencial como un cuarto elemento donde la corriente 24 es el influente. Con las membranas de 100 Da o de osmosis inversa se obtienen permeados con un contenido de sólidos solubles menor a 300 ppm y DQO con valores inferiores a los 200 mg 0₂/L; es decir, por debajo de los límites máximos establecidos por la mayoría de las Normas Ambientales para este parámetro de descarga.

El fraccionamiento de los componentes del nejayote hasta aquí descrito, además del componente comercial de separarlos en tres fracciones de valor, tiene como propósito técnico el eficientar el funcionamiento de las membranas. De acuerdo a nuestros estudios observó que cuando se emplea una sola membrana de bajo corte molecular efectivo, por ejemplo de 200 Da, la saturación de los poros es casi inmediata provocando un flujo muy lento. Asimismo, a medida que el influente se va concentrando nuevamente empiezan a formarse partículas insolubles en suspensión, punto en el cual debe interrumpirse la operación. Este punto generalmente se da cuando el influente ha sido concentrado apenas entre 3 a 5 veces.

En una modalidad del presente invento, las corrientes 14, 16, o 26 conteniendo ácido ferúlico libre pueden ser sometidas a un tratamiento adicional con el propósito de eliminar otros compuestos fenólicos más complejos, como dímeros, trímeros o restos de lignina que usualmente interfieren en los procesos de recuperación de ácido ferúlico, como el descrito en la patente MX 259521. El método consiste en bajar el pH a valores por debajo de 4.5, punto a partir del cual empiezan a formarse nuevamente partículas en suspensión, formadas justamente por los compuestos fenólicos complejos y que al corresponder a sustancias ácidas y con pKas por debajo de 5, el equilibrio es desplazado hacia su forma molecular, insoluble en agua. Se encontró que a valores de pH inferiores a 3.5 ocurre la mayor formación de estas especies insolubles; llegando a formar suspensiones o emulsiones estables difíciles de separar por operaciones unitarias convencionales como decantación, microfiltración o centrifugación. Encontramos que la adición de cierto tipo de arcillas conteniendo minerales del grupo de los filosilicatos o de la familia de las esmectitas y otros ingredientes favorecen la floculacion de las nuevas partículas en suspensión o miscelas que forman las emulsiones. La cantidad óptima a alcanzar de la mezcla de arcillas es de 200 a 2000 ppm, preferentemente de 500 a 800 ppm, añadidas como polvo y manteniendo la agitación en la mezcla heterogénea resultante durante 5 a 25 minutos, preferentemente de 10 a 20 minutos hasta conseguir la floculacion eficiente del material en suspensión. La operación resulta más eficiente si la temperatura se mantiene entre los 40 a 70 °C. El material floculado puede ahora ser removido por operaciones unitarias convencionales, como decantación o sedimentación, centrifugación, filtración, flotación o una combinación de algunas de ellas.

Resultará obvio para un entendido en el arte, que en otra modalidad menos deseada, las fracciones concentradas formadas por las corrientes 18, 22 y 26 pueden ser reunidas y tratadas por métodos aerobios/anaerobios convencionales aunque en volúmenes mucho más reducidos ya que la suma de las tres subfracciones solo representa entre el 15 al 25 % del volumen total del nejayote a tratar. EJEMPLOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención ahora será descrita con respecto a los ejemplos siguientes, los cuales son únicamente con el propósito de representar la manera de llevar a cabo la implementación de los principios del invento. Los ejemplos siguientes no intentan ser una representación exhaustiva de la invención, ni intentan limitar el alcance de esta.

Ejemplo 1

Se prepararon vasos de precipitado conteniendo 500 mL de nejayote, con pH inicial de 12 que fue inmediatamente ajustado al pH requerido por cada uno de los tratamientos. Se aplicaron 5 tratamientos y un control absoluto, midiendo al cabo de 30 minutos, como variables de respuesta, los sólidos suspendidos totales (SST) en los sobrenadantes, el volumen de los flóculos precipitados (V) y el volumen máximo (Vmax) que puede ser filtrado en un tiempo de 15 minutos a través de una membrana de nitrocelulosa de 0.45 mm de corte y 4.5 cm de diámetro, aplicando un vacío de 400 mbares. El tratamiento 1 corresponde al método descrito en la solicitud de patente MX/a/2013/000943 empleando ácido fosfórico, una amilasa de origen fúngico y floculante de poliacrilamida; el tratamiento 2 corresponde a una modalidad del método del presente invento, empleando ácido sulfúrico, una amilasa de origen bacteriano y floculante de poliacrilamida; el tratamiento 3 corresponde a una modalidad del método del presente invento, empleando ácido sulfúrico, una amilasa de origen bacteriano y arcillas como floculante. El tratamiento 4 corresponde a una modalidad del método del presente invento, empleando ácido cítrico, una amilasa, de origen bacteriano y floculante de poliacrilamida. El tratamiento 5 corresponde a una modalidad del método del presente invento, empleando C0₂, una amilasa de origen bacteriano y floculante de poliacrilamida. Excepto el tratamiento 5, la remoción de sólidos suspendidos por cualquiera de los otros tratamientos fue superior al 97% pero el gasto de ácido fue al menos 9 veces menor en los tratamientos 2 y 3 en relación al tratamiento 1 y los sólidos floculados fueron 5 veces^" más compactos (menor volumen o mayor densidad) en relación a los obtenidos con el tratamiento 1.

Control Trat. 1 Trat. 2 Trat. 3 Trat. 4 Trat. 5

^■. . . ^.

Floculante (ppm) - 17 17 500 17 17

Enzima (μί) - 50 50 50 50 50

T_F (°C) 55 55 55 55 55 55

PH₀ 12 12 12 12 12 12 pH_F 11 5.0 7.2 7.2 7.2 7.2

Acido añadido (mL) - 2.2 0.8 0.8 0.8 NA

Costo ácido ($us/m³) 5.3 0.6 0.6 1.8 —

SST (ppm) 920 23^' 18 27 31 368

V (mL) <50 210 47 56 61 59

Vmax (mL) < 50 250 240 210 190 105

El costo de las enzimas de origen fúngico o bacteriano es más o menos similar mientras que el costo de las arcillas, si bien es mayor al del floculante de poliacrilamida, por la cantidad que es necesaria utilizar no contribuye en más del 20% del costo total del tratamiento.

Ejemplo 2

Para evaluar el efecto de los métodos de remoción de los sólidos suspendidos totales (SST) del nejayote sobre el porcentaje de recuperación de materia en los diferentes pasos de ultra/nano filtración empleados en el sistema, se utilizaron alícuotas de 2 L de nejayote libre de SST obtenidos por dos métodos : 1) método descrito en la solicitud MX/a/2013/000943 (condición ácida, pH 5.0) y 2) método descrito en el presente invento (condición alcalina, pH 7.2) . Los balances de materia se realizaron considerando el contenido de sólidos solubles de los influentes a las membranas, de los permeados, de los rechazos de filtración y los volúmenes de cada uno de elios.

Balances de materia (% recuperación)

Membrana

Condición ácida Condición alcalina

30 KDa 90 96

5 KDa 75 95

1 KDa 70 100

Con las membranas de corte molecular efectivo más pequeñas, el porcentaje de recuperación de materia resultó inferior al 76%, mostrando una retención elevada de los sólidos solubles en el material de construcción de las membranas, posiblemente por fenómenos de adsorción física y/o química.

Ejemplo 3

Clarificación

Volumen nejayote = 10 L

Material en solución = 11.7 g/L

Compuestos fenólicos en solución = 1.2 g/L

Material en suspensión = 2250 ppm

pH ajustado nejayote = 7.3

Temperatura inicial nejayote = 72 °C

Volumen de amilasas bacterianas añadido = 1 mL

Tiempo de incubación = 10 min Contenido de floculante de poliacrilamida final = 20 ppm

Sólidos suspendidos en nejayote clarificado = 21 ppm

Volumen de lodos de hidrosedimentador = 350 ml_

Contenido sólidos en lodos = 64 g/L

Microfiltración

Q = 10 L/h

Área filtrante = 95 cm²; 20-25 μπι poro

Sólidos suspendidos en nejayote clarificado/filtrado = 2 ppm

Sólidos en solución en nejayote clarificado/filtrado = 9.5 g/L

Compuestos fenólicos. en solución = 1.2 g/L

Ultrafiltración

Corte efectivo del peso molecular = 100 KDa; área = 929 cm²

Permeado = 95% de Q = 1.8 L/h, conteniendo 8.5 g/L de sólidos solubles, de los cuales 12% son compuestos fenólicos libres y glicosilados, 14% carbohidratos conteniendo glucosa, 7% carbohidratos conteniendo xilosa y arabinosa, 39% cenizas y el resto carbohidratos conteniendo azúcares no cuantificados como galactosa o mañosa.

Concentrado = 5% de Q = 1.8 L/h, conteniendo 24 g/L de sólidos solubles, formados por 65% de arabino xilanos ferulados de cadena larga, 16% de cenizas y 6% de carbohidratos conteniendo glucosa. La composición del concentrado luego de diafiltrado por membrana de 50 KDa fue de 80% de arabinoxilanos ferulados de cadena larga y 5% dé cenizas. No se cuantifico el contenido de galactosa y mañosa de los arabinoxilanos ferulados.

Nanofiltración 1

Corte efectivo del peso molecular■= 1 KDa; área = 5574 cm² Permeado = 95% de Q = 6.6 L/h, conteniendo 7.7 g/L de sólidos solubles, de los cuales 13% son compuestos fenólicos, 42% cenizas y 14% glucosa .

Concentrado = 5% de Q = 6.6 L/h, conteniendo 18 g/L de sólidos solubles, formados por 55% de arabinoxilanos ferulados de cadena media y/o corta, 18% de cenizas y 12% de oligómeros de glucosa .

Nanofiltración 2

Corte efectivo del peso molecular = 200 Da; área = 76 ft²

Permeado = 85% de Q = 220 L/h, conteniendo 1.1 g/L de sólidos solubles, de los cuales 9% son compuestos fenólicos, 45% cenizas, 9% glucosa y otros carbohidratos de bajo peso molecular no identificados; DQO = 427 mg 0₂/L; DBO = 290 mg 0₂/L.

Concentrado = 15% de Q = 220 L/h, conteniendo 45 g/L de sólidos solubles, formados por 13% de compuestos fenólicos, 42% de cenizas, 12% de glucosa y otros carbohidratos de bajo peso molecular no identificados.

Osmosis inversa alterna a nanofiltración 2

Área = 76 ft²

Permeado = 80% de Q = 180 L/h, conteniendo 0.08 g/L de sólidos solubles, de los cuales 10% son compuestos fenólicos, 39% cenizas, 10% g lucosa y otros carbohidratos de bajo peso molecular no identificados; DQO = 54 mg 0₂/L; DBO = 25 mg 0₂/L.

Concentrado = 20% de Q = 180 L/h, conteniendo 38 g/L de sólidos solubles, formados por 12% de compuestos fenólicos, 42% de cenizas, 12% de glucosa y otros carbohidratos de bajo peso molecular no identificados. Ejemplo 4

Se comparó la recuperación de compuestos fenólicos a partir de la corriente 14 (M 14), la corriente 20 (M20) y un sobrenadante obtenido luego de remover los sólidos en suspensión totales (SST) aplicando el método descrito en la solicitud MX/a/2013/000943 (MpH5). Se tomó 1 alícuota de 1 L de cada uno de ellos y en el caso de M 14 y M20 se ajustó el pH a 5. Luego las 3 muestras fueron añadidas con 30 g de resinas catiónicas para adsorber los compuestos fenólicos en solución, mantenidas en agitación en una agitadora orbital a 150 rpm durante 6 horas hasta alcanzar el equilibrio. Luego de dicho periodo, se d renaron los sobrenadantes, las resinas se lavaron con agua destilada y una vez drenadas fueron eluidas con tres alícuotas de 100 mL de alcohol al 95% (v/v) . Las 3 alícuotas de elución fueron mezcladas en una sola, concentradas en rotavapor hasta alcanza r 30 mL y evaporadas hasta sequedad bajo una corriente de aire. El material recuperado se cuantificó por gravimetría . En todos los casos los compuestos fenólicos fueron cuantificados espectrofotométricamente por lectura a 320 nm sobre una curva estándar de ácido ferúlico. i ^■' · - —^^.- ^■"^■■■■T M14 M20 MpH5 ^"

Sólidos suspendidos (ppm) 15 0 22

Sólidos disueltos (g/ L) 10.2 7.6 10.4 pH inicial 7.2 7.2 5.0

Cont. fenólicos inicial (g/L) 1.1 0.9 1.1 pH ajustado 5.0 5.0 5.0

Residuo sólido eluido etanólico (g) 1.2 0.8 1.3

Presencia de cristales - + + +

Color residuo etanólico Café amarillo café En el caso de la fracción fenólica proveniente de M20 se observó la formación de una cantidad considerable de cristales agregados en algunos puntos de la caja Petri donde se evaporó la solución etanólica concentrada de elución. Asimismo el color del resto del material no cristalizado fue entre amarillo y café claro y se observó como una película depositada en algunas partes del fondo y paredes del recipiente. Por su parte, en el material proveniente de M 14 y MpH5 no se observaron cristales encontrando la deposición de una película de color café oscuro en el fondo y paredes de los recipientes. El presente ejemplo es una clara representación del efecto de la remoción de ciertas fracciones del nejayote, a través del sistema de membranas de ultrafiltración de diferente corte molecular, sobre la cristalización de ácido ferúlico.

Ejemplo 5

Se removieron los sólidos en suspensión aplicando el método descrito en la solicitud MX/a/2013/000943, obteniendo un nejayote clarificado (NC1) y mediante el método objeto del presente invento, descrito en el ejemplo 1, obteniendo un nejayote clarificado (NC2). Cada uno de ellos fue dividido en dos alícuotas de 1 L. La primer alícuota de NC1 fue mantenida sin cambio alguno a pH 5 y corresponde a la muestra NC1A. Por su parte, a la primer alícuota de NC2 se le ajustó el pH a 5 y corresponde a la muestra NC2A. A las otras dos alícuotas se les rebajó el pH a 3, observando que a partir de pH 4.5, las, soluciones inicialmente transparentes, nuevamente empezaban a tornarse opacas hasta formar una emulsión lechosa a pH 3. A cada alícuota se le agregaron 500 mg de arcillas conteniendo minerales de la familia de las esmectitas y se mantuvo en agitación durante 5 minutos, al cabo de los cuales los flóculos formados fueron separados por decantación y el sobrenadante filtrado con papel whatman 4. El sobrenadante libre de flóculos proveniente de NC1 corresponde a la muestra NC1B del presente ejemplo, mientras que el sobrenadante proveniente de NC2, corresponde a la muestra NC2B. Luego las 4 muestras fueron añadidas con 30 g de resinas cationicas para adsorber los compuestos fenólicos en solución, mantenidas en agitación en una agitadora orbital a 150 rpm durante 6 horas hasta alcanzar el equilibrio. Luego de dicho periodo, se drenaron los sobrenadantes y las resinas se lavaron con agua destilada. Una vez drenadas, las resinas fueron elu idas con tres alícuotas de 100 ml_ de alcohol al 95% (v/v) . Las 3 alícuotas de elución fueron mezcladas en una sola y concentradas hasta alcanzar aproximadamente 100 g/L de compuestos fenólicos. En todos los casos los compuestos fenólicos fueron cuantificados espectrofotométricámente por lectura a 320 nm sobre una curva estándar de ácido ferúlico. Las soluciones concentradas se vertieron sobre agua destilada, evaporando el etanol mediante calentamiento a 80°C durante 10 minutos, dejando enfriar y colocándolas en reposo durante 24 horas. Al cabo de este tiempo se colecta ron los cristales depositados en el fondo de los recipientes y se cuantificó por gravimetría luego de secar el material mediante una corriente de aire caliente.

NC1A NC1B NC2A NC2B

Sólidos suspendidos (ppm) 12 12 8 8

Sólidos disueltos (g/ L) 9.0 9.0 9.6 9.6 pH inicial 5 5 7.2 7.2

Cont. fenólicos inicial (g/L) 0.97 0.97 0.96 0.96 pH ajustado 5 3 5 3

Sólidos suspendidos a pH ajustado (ppm) 12 420 8 395

Sólidos suspendidos d/floculación (ppm) 12 9 8 11

Cont. fenólicos final (g/L) 0.97 ^.91 0.96 ^.89

Cont. fenólicos d/adsorctón (g/L) <0.05 < 0.05 < 0.05 <0.05

Cont. fenólicos etanól elución (g/L) 3.2 3.0 3.1 2.9

²Ácido ferúlico como cristales (g) -- 0.3 0. 1 0.4 (1) En el sobrenadante luego de acidificar a pH 3, flocular con arcillas y separar los flóculos formados.

(2) Comprende únicamente el material formando cristales aciformes o microcristales (viscos al microscopio).

En el caso de la fracción fenólica proveniente de NC1A no se observó la formación de cristales, llegando a formarse inicialmente una emulsión que al cabo de 24 horas se rompió al quedar depositada, en las paredes y fondo del recipiente, una película café conteniendo la fracción fenólica. En el caso de NC2A se observó una pequeña cantidad de cristales depositados al fondo, que una vez separados y secados presentaron un color amarillo más intenso (menos puros) que los obtenidos de la muestra NC2B. El presente ejemplo es una clara representación del efecto de la remoción de compuestos fenólicos indeseables, a través del método de acidificación a pH 3 y floculación del nuevo material insoluble mediante el uso de arcillas, sobre la cristalización de ácido ferúlico.

Después de leer y entender la descripción detallada precedente de un método y un sistema, en las modalidades preferidas de la invención, para el tratamiento de efluentes del proceso de nixtamalización, conocidos comúnmente como nejayote, se podrán apreciar las varias ventajas que ofrecen dicho método y dicho sistema, para el objeto que fueron creados.

Sin pretender expresar todos los aspectos relevantes del invento, se pueden señalar las siguientes ventajas:

• la combinación de un método mejorado para la remoción de los sólidos en suspensión del nejayote y un sistema de filtración adecuado para la separación y concentración de sus fracciones solubles conforman un proceso integral que no solo permite el tratamiento de un efluente industrial, sino la generación de una serie de bienes intermedios con valor comercial. Este aspecto hace que el presente invento tenga impactos positivos en los ámbitos tecnológico, económico, social y ambiental. Hasta ahora, los efluentes altamente contaminantes que resultan del proceso de nixtamalización del maíz no habían podido ser tratados eficientemente por métodos convencionales u otras tecnologías.

• a través del proceso para el tratamiento integral del nejayote se generan concentrados de fracciones que pueden ser empleadas con diferentes propósitos, incluida la generación de bioetanol a partir del material fermentable, por lo que dicho proceso integra el concepto de una biorefinería. Este enfoque busca asegurar la sustentabilidad económica de procesos destinados a la producción de biocombustibles al generar además coproductos de alto valor y resolver el problema de contaminación que ocasiona el nejayote, permitiendo la recuperación de agua con pH neutro o ligeramente alcalino y con la calidad suficiente para ser reusada en la nixtamalización o para su descarga medioambientalmente segura.

• el proceso integral es el resultado de estudios minuciosos para establecer condiciones idóneas para viabilizar y/o facilitar la operatividad del proceso global como: 1) pH que permita, por una parte, una remoción eficiente de los sólidos suspendidos y por otra, evite la adsorción o retención de compuestos como grasas, aceites, compuestos fenólicos y floculantes, en los materiales de construcción de las membranas de ultrafiltración o nanofiltración u osmosis inversa ; 2) uso de floculantes catiónicos en condiciones de alcalinidad o uso de otros floculantes como cierto tipo de arcillas con el propósito de evitar cualquier daño químico a las membranas; 3) selección de membranas con cortes efectivos de peso molecular, de manera tal que se vayan generando corrientes concentradas de fracciones de interés y efluentes que vayan facilitando el desempeño de los procesos subsecuentes en cascada que conforman en el presente invento. La operación con membranas de un único tamaño de poro ocasionan su pronta colmatación, disminuyendo los fluxes y reducen su capacidad de concentración. Una mayor cantidad de sólidos solubles en una única fracción alcanzan rápidamente el punto de saturación promoviendo nuevamente la formación de sólidos en suspensión.

• se generan corrientes que pueden ser empleadas ventajosamente en procesos ya descritos que tienen por objeto la recuperación de compuestos de alto valor como pentosanas feruladas y ácido ferúlico. Incluso en una de sus modalidades, el presente invento incluye un método para eliminar compuestos fenólicos indeseables que interfieren con los procesos conocidos para la recuperación y purificación de ácido ferúlico a partir de los efluentes de la nixtamalización del maíz.

Basado en las realizaciones descritas anteriormente, se contempla que las modificaciones de los ambientes de realización descritos o sus configuraciones, así como los ambientes de realización alternativos o sus configuraciones serán consideradas evidentes para una persona experta en el arte de la técnica bajo la presente descripción. Es por lo tanto, contemplado que las reivindicaciones abarcan dichas modificaciones y alternativas que estén dentro del alcance del presente invento o sus equivalentes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un proceso continuo, semicontínuo o por lotes para el tratamiento integral de los efluentes del proceso de nixtamalización comúnmente conocidos como nejayote, que comprende los pasos de :

(a) eliminar o remover los sólidos en suspensión mediante un método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación;

(b) filtrar el nejayote a través de un sistema de microfiltración para eliminar los sólidos en suspensión remanentes del paso (a) ;

(c) filtrar el nejayote a través de un sistema de membranas de ultra filtración para dividir el efluente de desecho en una corriente de permeado y una corriente de concentrado, donde la corriente de permeado contiene agua, sales y sólidos solubles de peso molecular medio y bajo, mientras que la corriente de concentrado contiene agua y sólidos solubles de alto peso molecular y/o:

(d) filtrar el nejayote a través de un sistema de membranas de ultra o nano filtración para dividir el efluente de desecho en una corriente de permeado y una corriente de concentrado, donde la corriente de permeado contiene agua, sales y sólidos solubles de bajo peso molecular, mientras que la corriente de concentrado contiene agua y sólidos solubles de peso molecular medio y/o :

(e) filtrar el nejayote a través de un sistema de membranas de nano filtración y/u osmosis inversa para dividir el efluente de desecho en una corriente de permeado y una corriente de concentrado, donde la corriente de permeado contiene agua, mientras que la corriente de concentrado contiene agua, sales y sólidos solubles de bajo peso molecular; y (f) disponer los sólidos en suspensión floculados y las corrientes de concentrados para la recuperación de productos con valor comercial o para su biotransformación en biocombustibles o proteína uinicelular y la corriente de permeado como agua de reuso o para su descarga de forma medioambientalmente segura.

2. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculacion para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 1, paso (a), caracterizado porque a su vez comprende los pasos de:

(a) adicionar al nejayote una(s) substancia(s) ácida(s) ;

(b) adicionar al nejayote enzimas del tipo hidrolasa;

(c) incubar el nejayote por un periodo de tiempo determinado;

(d) adicionar al nejayote hidrolizado un floculante; y

(e) separar el material floculado.

3. El método mejorado de; hidrólisis enzimática y floculacion para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, en donde el paso (a) se caracteriza por la adición de una(s) substancia(s) ácida(s) para disminuir el pH a valores comprendidos entre 6.6 a 8.5, preferentemente entre 7.2 a 8.0.

4. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculacion para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (a) donde la(s) substancia(s) ácida(s) es (son) seleccionada(s) del grupo formado por el ácido cítrico, sulfúrico y fosfórico o alguna de las sales ácidas de este último, preferentemente fosfato monobásico de sodio o potasio.

5. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (a) donde la(s) substancia(s) ácida(s) es (son) añadida(s) sola o en forma de mezclas.

6. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (b), donde las enzimas del tipo hidrolasa añadidas son seleccionadas del grupo formado por las exo glucanasas, endo glucanasas y/o β-glucosidasas, particularmente del grupo formado por las α-amilasas, β- amilasas y/o glucoamilasas de origen bacteriano con pH óptimo de actividad entre 6.5 a 8.

7. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (b), donde la(s) enzima(s) es (son) añadida(s) sola o en forma de mezclas o cocteles enzimáticos.

8. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, pase (b), donde las hidrolasas son añadidas en una cantidad establecida con base al contenido de almidón del nejayote, la actividad específica de la enzima o coctel enzimático y el tiempo deseado para la hidrólisis.

9. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (c), donde el tiempo de incubación de la mezcla resultante es de 30 segundos a 90 minutos, preferentemente de 3 a 20 minutos.

10. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (c), donde la temperatura de incubación de la mezcla resultante es de 20 a 90°C, preferentemente de 60 a 85°C.

11. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (d), donde e! floculante añadido es seleccionado del grupo de los fiocuíantes catiónicos, particularmente del grupo de las poliacrilamidas no tóxicas o del grupo de arcillas conteniendo minerales de la familia de las esmectitas y otros componentes activos.

12. El método mejorado de hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (d), donde el floculante catiónico es añadido hasta alcanzar una concentración entre 5 a 80 ppm, preferentemente entre 12 a 40 ppm mientras que las arcillas son añadidas hasta alcanzar una concentración entre 200 a 2000 ppm, preferentemente entre 300 a 700 ppm.

13. El método mejorado de_t hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, paso (d), donde el tiempo necesario para lograr una floculación adecuada de los sólidos en suspensión remanentes es de 5 a 60 minutos, preferentemente de 10 a 40 minutos.

14. El método mejorado d hidrólisis enzimática y floculación para eliminar o remover los sólidos en suspensión del nejayote de conformidad con la reivindicación 2, pasó (e), donde la separación del material floculado se realiza mediante la aplicación de las siguientes operaciones unitarias:

(a) sedimentación y/o

(b) filtración, tamizaje o cribado y/o

(c) centrifugación y/o

(d) flotación.

15. El sistema de filtración por membranas de conformidad con la reivindicación 1 , paso (b), caracterizado porque comprende membranas de ultrafiltracion de 50 o 100 kDa de corte efectivo del peso molecular en cualquiera de sus conformaciones.

16. El sistema de filtración por membranas de conformidad con la reivindicación 1, paso (c), caracterizado porque comprende membranas de ultra filtración o nanofiltracion de 5 o 1 kDa de corte efectivo del peso molecular en cualquiera de sus conformaciones.

17. El sistema de membranas de conformidad con la reivindicación 1, paso (d), caracterizado porque comprende a membranas de nanofiltracion de 100 0 200 Da de corte efectivo del peso molecular en cualquiera de sus conformaciones o membranas de osmosis inversa en cualquiera de sus conformaciones.

18. Un método para la remoción de compuestos fenólicos contaminantes que interfieren en los procesos de recuperación y/o purificación de ácido ferúlico a partir de nejayote por cualquier método o a partir de cualquiera de las corrientes que lo contienen, obtenibles de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, caracterizado por:

(a) adicionar a la corriente una substancia ácida;

(d) adicionar a la corriente acidificada un floculante; y

(e) separar el material floculado.

19. El método para la remoción de compuestos fenólicos contaminantes que interfieren en los procesos de recuperación y/o purificación de ácido ferúlico de conformidad con la reivindicación 18, en donde el paso (a), se caracteriza por la adición de una(s) substancia(s) ácida(s) para disminuir el pH a valores comprendidos entre 2.0 a 4.0, preferentemente entre 2.5 a 3.5.

20. El método para la remoción de compuestos fenólicos contaminantes que interfieren en los procesos de recuperación y/o purificación de ácido ferúlico de conformidad con la reivindicación 18, paso (a), donde la(s) substancia(s) ácida(s) es(son) ácido sulfúrico y/o fosfórico y/o clorhídrico.

21. El método para la remoción de compuestos fenólicos contaminantes que interfieren en los procesos de recuperación y/o purificación de ácido ferúlico de conformidad con la reivindicación 18, paso (b), donde el floculante añadido es seleccionado del grupo de arcillas conteniendo minerales de la familia de las esmectitas y otros componentes activos hasta alcanzar una concentración entre 200 a 2000 ppm, preferentemente entre 300 a 700 ppm.

22. El método para la remoción de compuestos fenólicos contaminantes que interfieren en los procesos de recuperación y/o purificación de ácido ferúlico de conformidad con la reivindicación 18, paso (b), donde el tiempo necesario para lograr bajo agitación constante una floculación adecuada de los nuevos sólidos en suspensión formados o de las micelas que forman una emulsión en el paso (a) es 5 a 40 minutos, preferentemente de 7 a 15 minutos.

23. El método para la remoción de compuestos fenólicos contaminantes que interfieren en los procesos de recuperación y/o purificación de ácido ferúlico de conformidad con la reivindicación 18, paso (c), donde la separación del material floculado se realiza mediante la aplicación de las siguientes operaciones unitarias:

(a) sedimentación y/o

(b) filtración, tamizaje o cribado y/o

(c) centrifugación

24. El concentrado diafiltrado o no, derivado del proceso de nixtamalización, obtenible de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, paso (c), caracterizado por:

(a) un contenido de sólidos disueltos formados principalmente por polímeros de arabinosa, xilosa y ácido ferúlico o arabinoxilanos ferulados de cadena larga, entre 15 y 25 g/L.

(b) un contenido de cenizas < al 3%

El permeado, derivado del proceso de nixtamalización, obtenible de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, paso (c), caracterizado por:

(a) un contenido de sólidos disueltos, formados principalmente por arabinoxilarios ferulados de cadena media o corta, oligómeros de glucosa, arabinosa y xilosa, ácido ferúlico libre, dímeros, trímeros de este compuesto o sus ésteres glicosilados y glucosa u otros azúcares, entre 6 a 15 g/L.

(b) un contenido de cenizas entre 3 a 3.5%.

El concentrado diafiúrado o no, derivado del proceso de nixtamalización, obtenible de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, paso (d), caracterizado por:

(a) un contenido de sólidos disueltos, formados principalmente por polímeros de arabinosa, xilosa y ácido ferúlico o arabinoxilanos ferulados de cadena media o corta o ásteres de ácido ferúlico con azúcares, oligómeros de glucosa, arabinosa, xilosa, entre 12 a 20 g/L.

(b) un contenido de cenizas 3 a 3.5%

27. El permeado, derivado del proceso de nixtamalización, obtenible de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, paso (d), caracterizado por:

(a) un contenido de sólidos disueltos, formados principalmente por glucosa y otros azúcares, ácido ferúlico libre, dímeros y trímeros de este compuesto o sus ésteres glicosilados y glucosa u otros azúcares, entre 4 y 12 g/L.

(b) un contenido de cenizas entre 25 a 45%.

28. El concentrado, derivado del proceso de nixtamalización, obtenible de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, paso (e), caracterizado por:

(a) un contenido de sólidos disueltos, formados principalmente por glucosa y otros azúcares, ácido ferúlico libre, dímeros y trímeros de este compuesto o sus ésteres glicosilados y glucosa u otros azúcares, entre 20 y 60 g/L.

(b) un contenido de cenizas entre 25 a 45%.

29. Un producto líquido, derivado del proceso de nixtamalización, libre de compuestos fenólicos contaminantes que interfieren con los procesos de recuperación o purificación de ácido ferúlico, obtenible de conformidad con el método de la reivindicación 18, caracterizado por:

(a) un contenido de sólidos disueitos entre 5 y 60 g/L

(c) un contenido de ácido ferúlico libre entre 0.3 a 5.0 g/L

(d) un pH entre 2.5 a 3.5

30. El uso de los permeados y concentrados, derivados del proceso de nixtamalización, obtenibles de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, en procesos más eficientes para recuperar compuestos de valor comercial o estratégico contenidos.

31. El uso de los permeados y concentrados, derivados del proceso de nixtamalización, obtenibles de conformidad con el sistema de la reivindicación 1, en donde los compuestos con valor comercial o estratégico comprenden a : a) compuestos fe. - ó' · os, particularmente ácido ferúlico, sus dímeros, trímeros, sus ésteres glicosilados, ácido p-coumárico y 4-vinil guayacol, entre otros.

(b) carbohidratos, particularmente arabinoxilanos ferulados.

(c) otros materiales fermentables, útiles para la producción de bioetanol u otros procesos biotecnológicos, incluyendo todo tipo de carbohidratos, proteínas o fracciones proteicas y sales inorgánicas.

(d) agua para reuso en el proceso de nixtamalización o descarga al drenaje de forma medioambientalmente segura.

32. El uso del producto líquido, libre de compuestos fenólicos contaminantes, obtenibles de conformidad con el método de la reivindicación 18, en procesos que tienen por objeto la recuperación y purificación de ácido ferúlico a partir de efluentes del proceso de nixtamalizacion del maíz.