• Constituyentes químicos
• Visión general de las posibilidades
• El caso del aceite de oliva como ejemplo
• Procesos de obtención
• Variables a tener en cuenta
• Algunas posibilidades
• Conclusión general
Indice
Constituyentes químicos
acilglicéridospolímeros
metabolitos sec.
Posibilidades
Biomateriales
Biocombustibles
Productos Bioactivos
Biosustratos
Posibilidades
Posibilidades
Tyson Foods
1500x106 kg grasa/año
700x106 l/año biodiesel
Posibilidades
Zonas productoras pollos (producción relativa, China, 2004, 4x106 cabezas/año aprox.)
Aceite de oliva
Aceite de oliva
Zonas productoras aceite de oliva (producción relativa, España, 2006, 4x106 Tm/año aprox.)
Aceite de oliva
• Biomasa proveniente del cuidado de los árboles.
• Biomasa proveniente de la fabricación del aceite.
• Biomasa proveniente de la preparación de aceitunas
de mesa y otros productos derivados.
Fuentes posibles de subproductos
Biomasa proveniente de la fabricación del
aceite
Aceite de oliva
20% aceite virgen
80% otros
• Proceso de producción• Tipo de aceituna• Zona de cultivo• Empleo de fitosanitarios y fertilizantes• Las condiciones climáticas• Momento de la cosecha y fase de madurez de
las aceitunas.
Factores que afectan al tipo de subproductos y residuos
Tipos de molinos para obtener aceite de oliva
•Prensa tradicional
•Molinos de tres fases
•Molinos de dos fases
Tipo de molinos en paises europeos
A. Roig, M.L. Cayuela, M.A. Sanchez-Monedero Waste Management 2006, 26, 960–969
Tipo de molinos en paises europeos
A. Roig, M.L. Cayuela, M.A. Sanchez-Monedero Waste Management 2006, 26, 960–969
• Residuos sólidos
• Residuos líquidos (agua vegetal o alpechin)
• Residuos semisólidos (alperujo)
Tipo de subproductos y residuos
Comparativa general
Datos aproximados sobre los “input-output” de los tres procesos defabricación de aceite de oliva
Proceso de Cantidad de Cantidad deproducción Input input Output output (Kg)
Procesotraditional
Aceitunas 1 Tm Aceite ≅ 200Agua delavado
0.1–0.12 m3 Residuo sólido(25% agua + 6% aceite)
≅ 400
Energia 40–63 kWh Agua residual (88% agua+sólidos y aceite)
≅ 600
Proceso 3-Fases
Aceitunas 1 Tm Aceite 200Agua delavado
0.1–0.12 m3 Residuo sólido(50% agua + 4% aceite)
500–600
Agua para eldecantador
0.5–1 m3 Agua residual(94% agua + 1% aceite)
1000–1200
Agua delavado
10 L∼
aceite crudoEnergía 90–117 kWh
Proceso 2-Fases
Aceitunas 1 Tm Aceite 200Agua delavado
0.1–0.12Sólido + agua residual
(60% agua + 3% aceite)800–950
Energía <90–117 kWh
Comparativa 2 Fases
Características de Diferentes Tipos de Alperujos (aguasvegetales y sólidos) para un proceso en dos fases
Mezcla Mezcla Mezcla MezclaParámetros agua–sólido sin hueso sin hueso-aceite Secada 400◦C
pH 5.3–5.8 4.87 5.00 5.80 Cenizas, % wt 7.10–7.46 7.65 9.12 — Lípidos, % wt 4.34 7.18 6.38 12.48 Proteínas, % wt 13.56–14.80 9.44 8.65 15.96 Azúcares % wt 1.30–2.31 1.48 1.21 1.87 Taninos, % wt 1.25–2.70 2.18 2.61 1.33 Nitrógeno, % wt 2.48–3.16 2.10 1.96 3.08
Características generales de las aguas residuales
Proceso en dos fases:
50-700 L/Tm de aceituna
COD 5-25 g/ L agua
Proceso en tres fases:
900–1500 L/ Tm
COD 50–90 g/ L
Posibilidades
Biomateriales
Biocombustibles
Productos Bioactivos
Biosustratos
• Biomasa
• Bioetanol
• Biodiesel
• Butanol
Biocombustibles
Biocombustibles
Biocombustibles
Bioetanol
Biocombustibles
Bioetanol
Competencia
Bioetanol
Biocombustibles
Biodiesel
glicerol
Plantas actuales de biodiesel en USA
Plantas actuales de biodiesel en USA
Aceite de freir Grasa animal Soja Multiproducto Canola Girasol Aceite de algodón Aceite de palma Maiz
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Tipos de aceites usados en plantas fabricación de biodiesel (USA)
materia prima
Num
ero
de p
lant
as p
rodu
ctor
as
Biocombustibles
Butanol
Biocombustibles
Butanol• 95% de energía que el mismo volumen de gasolina, mientras que el etanol 75%.
• Se puede mezclar con gasolina en una proporción mayor que el etanol.
• Menos soluble en agua que el etanol.
• Es posible enviarlo por las mismas infraestructuras petroleras de transporte, algo que no es posible con el etanol.
Productos bioactivos
Tocoferol (vitamina E)
Antioxidante, cuida al organismo de la formación de moléculas tóxicas resultantes tanto del metabolismo normal como de las ingresadas por vías respiratorias o bucales.
Evita la destrucción anormal de glóbulos rojos, evita trastornos oculares, anemias y ataques cardíacos.
Productos bioactivos
Polifenoles
Oleuropeina y su metabolito hidroxitirosol poseen una actividad antioxidante muy potente y son los causantes del gusto amargo del aceite de oliva. Se ha descrito que una mezlca de ambos poseen actividad anti HIV
S. Lee-Huang, P. Lin Huang, D. Zhang, J.Wook Lee, Ju Bao, Yongtao Sun, Young-Tae Chang, J.Zhang y P. Lee Huang Biochem. Biophya. Res. Commun. 2007, 354, 872-878I.Andreadou, E.K. Iliodromitis, E. Mikros, M. Constantinou, A. Agalias, P. Magiatis, A. L. Skaltsounis, E. Kamber, A.Tsantili-Kakoulidou y D. Th Kremastinos J. Nutr. 2006 136:2213-2219
Productos bioactivos
PolifenolesCompuestos fenólicos en distintos tipos de aceitunas
(micromoles/kg)
polifenolesVariedad aceitunas
Manzanilla Picual Arbequina Hojiblanca Cornicabrahidroxitirosol 479.6 176.8 179.6 159.2 164.1
hidroxitirosol glicona 8.8 26.9 14.3 16.4 10.8tirosol 159.4 52.3 59.9 121.6 54.1
Hy-ACa 130.8 500.4 202.6 51.9 1.5Hy-EDA 740.5 923.4 559.4 296.2 1332.7Ty-EDA 283.5 202.6 179.8 160.2 427.1
1-acetoxypinoresinol 72.2 18.7 133.9 54.4 9.2pinoresinol 52.7 154.2 107.6 86.0 104.4
Hy-EA 535.8 622.7 85.0 454.2 778.6Ty-EA 249.6 253.6 17.5 240.8 497.2
a Hy-AC, acetato de hidroxitirosol acetate; Hy-EDA, forma dialdehídica del aglicón descarboximetilado deoluerina; Ty-EDA, forma dialdehídica del aglicon descarboximetilado de ligstrosida; Hy-EA, aglicón deoleuropeina; Ty-EA, aglicón ligstrosida
C. ROMERO, E. MEDINA, J. VARGAS, M. BRENES, A. DE CASTRO J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 680-686
Productos bioactivos
Supervivencia de H. pylori LMG 19449 después de 60 min de contacto con extractos acuosos aceite “manzanilla” (5% concetración)
Productos bioactivos
Supervivencia de H. pylori LMG 19449 después de 60 min de
contacto con compuestos fenólicos aislados (5% concetración)
Factores que afectan al tipo de subproductos y residuos
Efecto de diferentes condiciones de secado sobre los perfiles fenólicos presentesen la fracción sólida recuperada de un proceso en 2 Fases
frescoh Secado a105 °C (12 h)
Secado a60 °C (36 h)
Secado al aire(1semana)
Secado al aire(1mes))
Liofilizado
Peso(DW)a 42.0 0.1a 44.0 0.4b 49.7 3.6c 49.1 3.5c 46.0 1.8d
Extracto secob 264.0 3.7a 146.8 10.5b 201.9 5.4c 264.5 19.3a 244.2 5.5a 263.2 9.6a
Fenoles totales (Folin−Ciocalteu)c 39.9 2.0a 14.7 0.1b 12.1 0.7c 9.3 0.9d 5.7 0.3e 29.0 1.1f
Capacidad antioxidanted 5.69 0.12a 3.91 0.10b 1.83 0.10c 0.92 0.02d 0.72 0.01e 4.72 0.14f
Hidroxitirosol glucosidoe 0.97 0.08a 0.33 0.05b 0.37 0.03b 0.16 0.02c NA 0.34 0.06b
Hidroxitirosolf 0.64 0.11a 1.25 0.06b 0.11 0.01c NA NA 0.89 0.06d
Verbascosidef 1.23 0.02b 0.61 0.02b 0.16 0.02c 0.038 0.001d NA 2.05 0.06e
Comselogosideg 0.080 0.01a0.044 0.003b
0.048 0.010b
0.017 0.001c NA 0.085 0.010a
Luteolin 0.239 0.010a0.015 0.003b
0.096 0.014c 0.077 0.009c NA 0.156 0.036d
a % w/w peso fresco. b mg/g DW. c mg GAE/g DW. d Capacidad antioxidante = 100 × 1/EC50 (ppm). e mg equivalenteshidroxitirosol/g DW. f mg/g DW. g ,mg ác. p-coumarico/g DW. h Letras diferentes en la misma fila indican diferencias significantivas(p < 0.05) estandard desviacion. (GAE = equivalentes en ácido gálico)
Hassan K. Obied, Danny R. Bedgood, Jr., Paul D. Prenzler, and Kevin Robards J. Agric. Food Chem., 2008 56 , 3925–3932,
Factores que afectan al tipo de subproductos y residuos
Efecto de diferentes condiciones de secado sobre los perfiles fenólicos
Productos bioactivos
Preparación de cremas corporales.Suplemento alimentario con posible actividad anticancerígena y anticolestémica
Como sistema de flotación al ser menos denso que el agua
Productos bioactivos
Antiaglomerante, edulcorante de bajas calorías, agente hinchador
MannitolOH
OH
OH
OHOH
OH
Fernandez Bolanos Guzman, J.; Heredia Moreno, A.; Felizon Becerra, B.; Guillen Bejarano, R.; Jimenez Araujo, A.; Rodriguez Arcos, R. ES 98-9800413, 2000.
Biomateriales
Biosustratos
Sustrato para el crecimiento de microorganismos
Lipasas
Subproductos de las industrias de aceites
Haba, E.; Bresco, O.; Ferrer, C.; Marques, A.; Busquets, M.; Manresa, A. Enzyme Microb. Technol. , 26, 40-44.
Biosustratos
Conclusiones
El reaprovechamiento de residuos y subproductos puede ayudar a disminuir el “coste medioambiental” de cualquier proceso, más aun cuando una parte considerable de la masa inicial no es convertida en el producto deseado, como es el caso del aceite de oliva.
La mejora en el coste medioambiental será mayor cuando mayor sea el valor añadido del producto que se obtiene.
Cuando se quiere considerar la reutilización de residuos y subproductos también se debe tener en cuenta los gastos que pueden representar el transporte desde el lugar de generación hasta el del procesamiento.
Conclusiones
La mejor manera de no tener residuos es desarrollar tecnologías que no los
creen