Estudio del modelado de un proceso de nanofiltración para purificar y concentrar compuestos fenólicos procedentes de extractos hidroalcohólicos del alperujo

Abstract

[ES] El objetivo principal de este trabajo consiste en evaluar las condiciones óptimas de funcionamiento de un proceso de nanofiltración con membranas para la separación de compuestos fenólicos de un residuo procedente de la industria del aceite de oliva, denominado alperujo, así como también seleccionar y/o obtener un modelo que se ajuste a los datos experimentales de tal modo que permita hacer predicciones sin necesidad de recurrir a nuevos ensayos de laboratorio. Los compuestos fenólicos son de gran valor añadido puesto que son fuertes antioxidantes, cuya aplicabilidad se extiende a las industrias farmacéutica, cosmética, alimentaria, etc. El estudio se ha realizado a partir de datos experimentales obtenidos en laboratorio de un modelo de planta piloto, el cual consiste en tres etapas: Una extracción sólido-líquido con una disolución de etanol/agua al 50%v/v, una etapa de ultrafiltración para purificar la disolución y, finalmente, la etapa de nanofiltración, donde se concentran los compuestos fenólicos. Los parámetros de trabajo cuya influencia se han analizado son: el tipo de membrana, la presión transmembranal, el tiempo y el factor de reducción de volumen. Las variables que se verán afectadas por dichos parámetros son el flujo de permeado y las concentraciones de las distintas especies en el rechazo y en el permeado. Los valores de presión transmembranal estudiados han sido 15, 25, 36 bar. Y las membranas utilizadas en la etapa de nanofiltración fueron: NF 270, Dm 300, Dm 500, NFDS y NFX.

[CA] L'objectiu principal d'aquest treball consisteix a avaluar les condicions òptimes de funcionament d'un procés de nanofiltració amb membranes per a la separació de compostos fenòlics d'un residu procedent de la indústria de l'oli d'oliva, denominat alperuix, així com també seleccionar i/o obtenir un model que s'ajusti a les dades experimentals de manera que permeti fer prediccions sense necessitat de recórrer a nous assajos de laboratori. Els compostos fenòlics són de gran valor afegit ja que són forts antioxidants, amb aplicacions en les indústries farmacèutica, cosmètica, alimentària, etc. L'estudi s'ha realitzat a partir de dades experimentals obtingudes en laboratori d'un model de planta pilot, el qual consisteix en tres etapes: una extracció sòlid-líquid amb una dissolució d'etanol/aigua al 50%v/v, una etapa d'ultrafiltració per a purificar la dissolució i, finalment, l'etapa de nanofiltració, on es concentren els compostos fenòlics. Els paràmetres de treball, la influència dels quals s'analitza, són: el tipus de membrana, la pressió transmembranal, el temps i el factor de reducció de volum. Les variables afectades per aquests paràmetres són el flux de permeat i les concentracions de les diferents espècies en el rebuig i en el permeat. Finalment, els valors de pressió transmembranal estudiats han estat 15, 25, 36 bar. Les membranes utilitzades en l'etapa de nanofiltració foren: NF 270, Dm 300, Dm 500, NFDS i NFX.

[EN] The main objective of this work is to evaluate the optimal operating conditions of a nanofiltration process with membranes for the separation of phenolic compounds from a semi-solid residue from the olive oil industry, called wet olive pomace, as well as to select and/or obtain a model that fits the experimental data in such a way that it allows predictions to be made without the need for further laboratory tests. Phenolic compounds are of great added value as they are strong antioxidants, with applications in the pharmaceutical, cosmetic, food industries, etc. The study has been conducted based on experimental data obtained in the laboratory, which consists of three stages: a solid-liquid extraction using a 50%v/v ethanol/water solution, an ultrafiltration stage to purify the solution, and finally, a nanofiltration stage where the phenolic compounds are concentrated. The working parameters whose influence is analyzed are: the type of membrane, the transmembrane pressure, the time, and the volume reduction factor. The variables that will be affected by these parameters are the permeate flow and the concentrations of different species in the rejection and permeate streams. Finally, the tested transmembrane pressure values were 15, 25, 36 bar, along with membranes used in the nanofiltration stage: NF 270, Dm 300, Dm 500, NFDS, and NFX.