Diseño de una planta piloto que trata un caudal de 2000 L/ d para concentración de polifenoles de la corteza del limón mediante técnicas de membrana (UF/NF)

Abstract

[ES] Los cítricos son fuente de múltiples beneficios para los seres humanos, sin embargo, en la industria agroalimentaria, donde se utiliza el limón para la extracción de la pulpa, se obtiene un residuo, que es la corteza del limón. Este residuo, como tal debe ser gestionado constituyendo un coste extra para el proceso.

De la corteza del limón se pueden obtener productos de valor como aceites esenciales o polifenoles. Estos últimos son de especial interés por su actividad biológica y sus funciones en la industria farmacéutica, cosmética y alimentaria. Por ejemplo, los productos nutracéuticos sirven para la prevención de enfermedades causadas por estrés oxidativo.

En este Trabajo Fin de Grado, se propone en un primer paso, la extracción de los polifenoles de la corteza del limón para posteriormente diseñar una planta piloto que trate un caudal de 2000 L/d de extracto, donde se concentren mediante técnicas de membranas (Ultrafiltración y Nanofiltración), los polifenoles procedentes de un residuo de 2,5 toneladas de corteza de limón. Se utilizarán los procesos de membranas, ya que son adecuados por su alta eficacia en la separación, su bajo consumo energético, bajo coste y alta calidad del producto.

Para el diseño de la instalación se tendrá en cuenta que la primera parte del proceso consistirá en un acondicionamiento de los residuos, seguido de un proceso de extracción. Ya en una segunda etapa, se emplearán distintas técnicas de membranas para concentrar polifenoles contenidos en el extracto. Se realizará una ultrafiltración para la eliminación de los sólidos en suspensión, seguida de una nanofiltración para la eliminación de agua, azúcares y minerales, con el fin de obtener una corriente con los polifenoles concentrados. Finalmente se realizará el presupuesto de toda la instalación.

[CA] Els cítrics son font de múltiples beneficis per als sers humans, no obstant, en la indústria agroalimentària, on s'utilitza la llima per a l’extracció de la polpa, s’obté un residu, que és l’escorça de la llima. Aquest residu, com a tal ha de ser gestionat formant un cost extra per al procés. De l’escorça de la llima es poden obtenir productes de valor com olis essencials o polifenols. Aquests darrers són d’especial interès per la seua activitat biològica i les seues funcions en la industria farmacèutica, cosmètica i alimentària. Per exemple, els productes nutricèutics serveixen per a la prevenció de malalties causades per l’estrès oxidatiu . En aquest Treball Fi de Grau es proposa, en un primer lloc, l’extracció dels polifenols de l’escorça de la llima per a posteriorment dissenyar una planta pilot que tracte un cabal de 2000 L/d d’extracte, on es concentren mitjançant tècniques de membranes (Ultrafiltració i Nanofiltració), els polifenols procedents d’un residu de 2,5 tones d’escorça de llima. S’utilitzaran els processos de membranes, ja que són adequats per l’alta eficàcia en la separació, el baix consum energètic, baix cost i l’alta qualitat del producte. Per al disseny de la instal·lació es tindrà en compte que la primera part del procés consistirà en un condicionament dels residus, seguit d’un procés d’extracció. En una segona etapa, s’utilitzaran diferents tècniques de membranes per a concentrar polifenols continguts en l’extracte. Es realitzarà una ultrafiltració per a l’eliminació dels sòlids en suspensió, seguida d’una nanofiltració per a l’eliminació d’aigua, sucres i minerals, amb la finalitat d’obtenir una corrent amb els polifenols concentrats. Finalment, es realitzarà el pressupost de tota la instal·lació

[EN] Citrus are a source of lots of benefits for the human beings, however, in the agri-food industry, where lemon is used for the extraction of its pulp, a waste is obtained, which is the lemon peel. This residue, should be managed, implying an extra cost.

Valuable products can be obtained from the lemon peel, such as essential oils and polyphenols. These are of special interest for being bio active substances and with potential interest as raw materials in cosmetic, natural additives in food products and/or applications in the pharmaceutical and nutraceutical sectors.

This Final Degree Project suggest the extraction of polyphenols from the lemon peel waste, to later design a small concentration pilot plant from 2,5 tons of lemon peel waste that treats a flow rate of 2000L/d of extract, using membrane techniques (Ultrafiltration and Nanofiltration). These techniques where chosen because of their low operating energy and material costs, easy control and high selective separations.

The approach of this design throws into consideration that the first part of the process will be the residue conditioning, followed by a process extraction. In a second step, different membrane techniques will be used for concentrating the extract. First, an ultrafiltration membrane clarifies the residue and afterwards the permeate stream is concentrated by using a nanofiltration membrane. Finally, the pilot plant is budgeted to assess the expenses of the installation.