Procedimiento de producción de aceite ozonizado, reactor y aceite producido

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de aceite ozonizado, al reactor y al aceite producido. Es un proceso de hiperoxidación de los ácidos grasos insaturados presentes en los aceites o grasas, vegetales o animales, utilizando ozono, para obtener toda una gama de productos peroxídicos (hidroperóxidos, ozónidos, diperóxidos, peróxidos y poliperóxidos) que son los responsables de la amplia actividad biológica que estos aceites ozonizados poseen.

Se aplica en el tratamiento de aceites y grasas para la elaboración de productos farmacéuticos o cosméticos, en la industria alimentaria, humana o animal. También se prevé su utilización en biocidas y medicamentos tópicos y orales.

ESTADO DE LA TÉCNICA

El tratamiento con ozono de aceites y grasas vegetales nace con la patente US984722 (Twombly) que ozonizaba aceite de coco a 28 ^e C. Posteriormente se desarrollaron otras patentes, como US1210949 con aceite de colza; US2356062 con aceite de oliva, que permitían ajustar los niveles de ozonización, y US3504038, que producía aldehidos reduciendo el aceite con hidrógeno.

La solicitud europea EP2025740 es también especialmente relevante, pues realiza una ozonificación en temperaturas similares a la invención. Este procedimiento, sin embargo, afecta grandemente al aceite que incluso pasa a ser gel. El producto resultante es oxidante, como indica su párrafo [30].

KR20170057515A muestra un segundo procedimiento para generar una crema mediante ozonificación, a temperatura inferior a la invención y utilizando un difusor de ultrasonidos. Se considera que W02003085072A1 realiza una descripción del estado de la técnica especialmente adecuada para comprender la situación actual. Se remite por lo tanto a esta patente para terminar la descripción del estado de la técnica.

Se considera relevante la patente ES251979T3, de Ozonator, sobre un método de producción de ozono en frío (20 ^e C) para ozonización de agua.

El solicitante no conoce ningún procedimiento o reactor de ozonización del aceite de características similares a la invención que permitan obtener un aceite así de ventajoso.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un procedimiento de producción de aceite ozonizado según las reivindicaciones. También se refiere al reactor y al aceite así producido.

El proceso de oxidación de aceite o grasas, vegetales o animales, con ozono de la invención se realiza en el estado líquido del ácido graso, a una temperatura de entre 9 ^e C y 12 ^e C y presión atmosférica. Así garantiza la integridad del aceite y la consecución del proceso de hiperoxidación sin que se dé lugar a la degradación del ácido graso por temperatura. El aceite puede ser comestible (oliva, girasol...) o no comestible según el uso final previsto.

El aceite o grasa que se trata con el procedimiento puede haber sido usado previamente en cocina, con lo que está quemado. Sin embargo, gracias al procedimiento se logra una grasa o aceite muy peroxidado con características ampliadas al aceite usado de origen, lo que aumenta la recirculación de este residuo. El procedimiento permite así aprovechar ese residuo para obtener un aceite con propiedades antisépticas, cicatrizantes y regenerantes, ideal para fabricar cremas y jabones para su uso dermo- cosmético y también como ingredientes para biocidas naturales, gracias a que se consigue un índice de peroxidación muy alto.

También puede usarse aceite de pescado, rico en omega 3, pese a ser menos insaturado se logra un índice de peroxidación muy alto.

El procedimiento se realiza con un generador de ozono por plasma frío, usando un reactor de aluminio anodizado. Un modelo preferido es el comercializado por Primozone con el nombre comercial GM 1-4 3.0. Este uso reduce la necesidad de un espacio cerrado con aire acondicionado para el generador, lo que permite una huella del sistema más pequeña y reduce el uso de energía. Esta eficiencia en el control de la temperatura también mejora la producción de ozono, ya que las altas temperaturas tienen un impacto negativo en la formación de ozono y aportan contaminantes iónicos. Más aún, se permite una concentración de ozono más alta, logrando una oxidación perfecta del aceite o grasa. Permite alcanzar concentraciones de ozono superiores a 250g/Nm ³ (miligramos por metro cúbico normal). En el procedimiento, se utilizarán concentraciones de 250-300g/Nm ³ en el gas inyectado para lograr el nivel de peroxidación deseado. El generador de ozono utilizado está diseñado y comercializado para la ozonización de grandes cantidades de agua. Por lo tanto, es necesario realizar un ajuste y una parametñzación adecuada al nuevo uso, ajustando el control automático de la difusión del gas según evoluciona la densidad, la viscosidad, el pH y otras variables del aceite o grasa tratado.

Así el resultado del procedimiento es un líquido que presenta tñoleínas (ácido 9- oxononanoico), también llamadas tñolefinas, lo cual no se ha localizado en el estado de la técnica. Estas son el componente principal de la grasa corporal humana y un componente importante de las grasas de la piel humana. Estos ácidos grasos son los mejores para regenerar, hidratar, nutriendo y calmando la piel ya que son los mismos aceites que son generados naturalmente por nuestra piel. Se obtiene un aceite con un índice de peroxidación (PV) de entre 400 y 1500 mEqO ₂ /Kg en vez de un aceite de 10 mEqO ₂ /Kg como se obtiene en EP2025740.

El producto resultante es oxigenante para la piel al ceder oxígeno a los epitelios celulares en vez de oxidar la piel como se indica en los productos anteriores (EP2025740). Además, su acción desinfectante asegura que los microorganismos de origen externo son eliminados y se propicia la regulación de la flora natural.

Este procedimiento permite producir compuestos como el ácido azaleico o triolefinas, que no se producen en otros rangos de temperatura, concentración o presión. Como ventaja adicional, la ozonización se realiza en las cadenas más grandes, por lo que el resultado no es volátil. Es decir, no aparecen peróxidos volátiles, solo aparecen peróxidos de moléculas grandes, con funciones claras, demostrando una estabilización del producto mucho mayor con respecto a otros procesos (las citadas tñolefinas, por ejemplo) pese a alcanzarse altos índices de peroxidación. La ausencia de volátiles modifica el olor, que pierde el aroma a “quemado” de otros aceites ozonizados.

El ácido azaleico, según estudios publicados por Saravanan et al, parece ser clave para incrementar la actividad de enzimas hepáticas para recuperar los niveles de glucosa (experimento en ratones diabéticos). También es conocido su uso como cosmético. El ácido 9-oxononanoico reduce la lipogénesis en hígado de rata (Natake et al).

El procedimiento logra un producto libre de tóxicos cuando el componente de partida es comestible, y los compuestos antisépticos deseados.

El procedimiento de producción de aceite ozonizado se produce a 9-12 ^e C, de forma que los compuestos del aceite o grasa, de oliva generalmente, no se degradan, de esta manera no se pierde el contenido fenólico y los antioxidantes. Además, para evitar la producción de otros compuestos indeseables, cuando el sistema posee ozono sobrante no se recircula, sino que es destruido tras el paso por el aceite. Igualmente es posible controlar el flujo de ozono y la concentración para que no sobre ozono (medido por sensores a la salida del reactor). El procedimiento es por lotes para asegurar que el resultado es plenamente homogéneo y con un control muy fino de la temperatura, asegurando que en todo momento se mantiene la temperatura correcta. Por ejemplo, enfriando la corriente de entrada de ozono, que en todo caso se produce a temperatura muy reducida.

El reactor de ozonización de aceite que aplica este procedimiento está formado por una cámara con un burbujeador (por ejemplo de membrana), que introduce el ozono en el aceite o grasa desde un generador externo. Además posee medios para regular la temperatura y un destructor del ozono sobrante. Se realiza un profundo control del proceso mediante software, controlando la temperatura, la presión, el ozono sobrante, tasa de difusión y el burbujeo y realizando una adaptación constante e instantánea al proceso de ozonización durante la producción según evoluciona el aceite o grasa tratado.

Por ejemplo, se realiza también un control de seguridad: El proceso cuenta con un control automatizado de fugas, de la temperatura, del proceso de difusión y de la presión del tanque, para garantizar la parada automatizada del proceso. En ese momento saltan avisos luminosos y acústicos. El difusor de membrana está compuesto por módulos de difusión de burbujas ultrafinas y que ofrecen elevada resistencia química o incrustante, por ejemplo de polipropileno ecológico. Un ejemplo de difusor utilizable es el modelo AFD 270 comercializado por SSI Aeration Inc en Nueva York (EEUU) que posee 176000 perforaciones por metro cuadrado. Cada módulo de difusión está verificado con una profundidad de perforación perfecta para garantizar la liberación de aire uniforme, ofreciendo una eficiencia muy notable en la transferencia del ozono, con una pérdida de carga mínima. Los módulos de difusión poseen baja contracción y endurecimiento, pero suficiente para evitar el deslizamiento y resistir temperaturas de hasta 100 ^e C. Además mediante vahas válvulas de retención integrales se mantiene la aireación del sistema de tuberías limpio. Al igual que el generador de ozono, este difusor está diseñado para tratamiento en agua, y no aceites o grasas.

Otras vahantes serán comentadas en otros puntos de la memoria.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se presenta una serie de figuras para facilitar la comprensión de la invención:

Figura 1 : Esquema de un ejemplo de reactor para la realización de la invención.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

En el proceso de ozonización de ácidos grasos según la invención se produce el tratamiento del aceite en las condiciones más adecuadas para obtener un producto no degradado.

El proceso se realiza a partir de aceite de oliva u otro aceite vegetal en un reactor formado por una cámara (1 ) con un burbujeador (2), preferiblemente de membrana, que introduce el ozono en el aceite. El ozono proviene de un generador (3) externo y es captado a la salida de la cámara (1) para su envío a un destructor (4) con luz UV, con un catalizador o con un quemador. El ozono no se recircula, por la posible síntesis de sustancias inadecuadas para la salud de las personas y/o animales. Este generador (3) es de plasma frío y alcanza una concentración de 250-300g/Nm ³ , preferiblemente más de 260g/Nm ³ .

En el ejemplo preferido, el generador (3) es una planta de producción de ozono autómata que consta de uno o más, por ejemplo dos, concentradores de oxígeno ambiental (32) y dos núcleos refrigerados de generación de ozono industrial (31). El número de núcleos refrigerados de generación de ozono industrial (31 ) dependerá de la producción deseada. El generador (3) es del tipo “plasma frío”, como el citado en el estado de la técnica, que logra una concentración en el gas de 250-300g/Nm ³ .

El procedimiento se produce en estado líquido del aceite, a una temperatura de 9-12 ^e C, a presión atmosférica.

Se controla la temperatura del proceso, en la generación del ozono y en la cámara. También es necesario controlar la entrada (mg/h de ozono) y la cantidad de ozono que alcanza el techo de la cámara (1), lo que permite conocer el ozono captado por el aceite. También es conveniente controlar la presión en la cámara (1) o tanque y del flujo de aire ozonizado. Estos controles permiten garantizar la reproductividad y seguridad del proceso. El reactor también comprende un control automatizado de fugas para garantizar la parada automatizada del proceso. Por ejemplo, mediante uno o más sensores de ozono en el exterior del reactor. Todas estas variables están vigiladas por una unidad de control (5) que controla un regulador de temperatura (6).

Si se diera alguna circunstancia anómala en estos parámetros, se generarían avisos luminosos y acústicos.

También se realiza un control exhaustivo de la cantidad, flujo y concentración de ozono adecuados al momento de la peroxidación del aceite objeto del proceso de ozonización. La dilución es controlada electrónicamente mediante un equipo autómata adaptado al proceso específicamente. El control es realizado de manera autónoma por la centralita del equipo. La peroxidación que se busca depende de las propiedades objetivo en los aceites fabricados. Desde índice de peróxidos 100 hasta 3500.

El proceso es preferiblemente por lotes para asegurar la homogeneidad y se detiene cuando se ha logrado el índice de peróxidos deseado o se detecta como sobrante un porcentaje prefijado del ozono introducido. El tiempo depende, por lo tanto, del aceite introducido o del objetivo de peroxidación.

El resultado se presenta en estado líquido con olor característico, viscosidad específica, impurezas determinadas, acidez oleica concreta e índice de peroxidación concreto según la finalidad del ingrediente. No es necesaria su dilución para ser utilizado, y es perfectamente absorbióle a nivel epitelial.

La estabilidad del aceite con ozono según la invención se mantiene en el tiempo perdiendo un 15% del índice de peroxidación por año a temperatura ambiente, descendiendo la pérdida a temperaturas más bajas.

Primer ejemplo: a partir de un aceite de oliva virgen extra, y al realizar la ozonización en las condiciones siguientes: concentración de ozono 275g/Nm ³ , con un caudal de 79g/h, y un tiempo de residencia de 66h, hasta un índice de ozonización de 508 mEq/Kg, se pueden detectar la presencia de ácido azaleico y de ácido 9-oxononanoico (espectrografía de masas, 2000 ppm de producto a analizar con solvente isopropanol/acetonitñlo (80:20 y 0,1% de ácido fórmico y flujo de 40 pL/min).

Un segundo ejemplo a partir de 7,5 litros de aceite usado de cocina, con una concentración de 250g/Nm ³ y 40g/h de ozono, tratándose durante 43h. Se obtienen un índice de peroxidación de 823,92 mEq/Kg.

Un tercer ejemplo a partir de aceite de pescado (10 litros) durante 187h, con una concentración de 250g/Nm ³ y 40g/h de ozono. Se alcanza un IP de 722,83 mEq/Kg.

Todos los materiales son resistentes al ozono.