Cerere de brevet SUA pentru proces pentru recuperarea tirozolului și hidroxitirosolului de la moara de ulei

A pentru prepararea tirozolului și/sau hidroxitirosolului din apele uzate ale fabricii de ulei. include: a) Microfiltrarea (MF), Ultrafiltrarea (UF), Nanofiltrarea (NF) și Osmoza inversă (RO) a OMW; b) Separarea tirozolului, hidroxitirosolului și a altor compuși fenolici de RO concentrat; c) Oxidarea tirozolului obținut în hidroxitirosol în prezența trioxidului de metil reniu și a peroxidului de hidrogen într-un solvent protic.

brevet

Prezenta invenție se referă la un proces de recuperare a tirozolului și hidroxitirosolului din apele uzate ale fabricii de ulei și o metodă de oxidare catalitică a tirozolului la hidroxitirosol.

CONTEXTUL INVENȚIEI

Este bine cunoscută problema apelor uzate ale fabricii de ulei. Măslinele presate în țările producătoare de ulei creează ca produs secundar, la o rată de 40/50% din greutatea măslinelor presate, ape uzate ale morii de ulei bogate în compuși organici foarte poluanți (polifenoli) care creează un număr de probleme legate de eliminarea și tratamentul acestora.

Multe metode au fost propuse pentru a elimina acest tip de problemă, de exemplu printr-o tehnică de catalizare foto, ozonizare etc., dar până în prezent nu există încă o soluție satisfăcătoare, în special o soluție care nu implică o contracție drastică a producției cu o creștere puternică a prețurilor.

Pe de altă parte, se știe că apele uzate ale fabricii de ulei conțin metaboliți de interes pentru industria cosmetică, farmaceutică, dietetică și alimentară. Izolarea acestor metaboliți, în special tirozol și hidroxitirosol, din apele uzate ale fabricii de ulei, este, prin urmare, un obiectiv de interes deosebit aplicat, datorită proprietăților lor antioxidante.

De exemplu, WO2004/005228 descrie un proces de extracție a hidroxitirosolului, cuprinzând acidificarea apelor uzate ale morii de ulei urmată de extracții cu solvenți organici și fluide supercritice.

DESCRIEREA INVENȚIEI

S-a găsit acum un proces de tratare a apelor uzate ale fabricii de ulei (OMW) care permite, pe de o parte, detoxifierea OMW cu o recuperare a apei de până la 85% pentru o utilizare bine udată și civilă, conform legii adoptate și, pe de altă parte, o recuperare a tirozolului și a hidroxitirozolului foarte pure.

În plus, această invenție oferă un proces pentru oxidarea catalitică ulterioară a tirozolului în hidroxitirosol.

Acest proces permite recuperarea fiecărei componente lichide de pornire, reutilizarea și exploatarea fiecărei componente separate.

Procedeul invenției este ușor de aplicat industrial, fără costuri suplimentare care influențează prețul de vânzare al uleiului de măsline și oferă posibilitatea comercializării produselor pe bază de hidroxitirosol, care pot fi utilizate pentru sănătatea umană (medicamente), pentru îngrijirea sănătății (integratori, nutraceutice), cosmetice) și pentru industriile alimentare.

Procedeul invenției include:

    • Filtrare dură (RF), Microfiltrare (MF), Ultrafiltrare (UF), Nanofiltrare (NF) și Osmoza inversă (RO) a OMW;
    • Separarea cromatografică a tirozolului, hidroxitirosolului și a altor compuși fenolici de RO concentrat;
    • Oxidarea tirozolului obținut în hidroxitirosol în prezența trioxidului de metil reniu și a peroxidului de hidrogen într-un solvent protic;
    • Concentrarea și pulverizarea porțiunii cu greutate moleculară mare cu recuperarea apei și a compușilor cu o valoare adăugată ridicată.

Etapele secvențiale de filtrare dură, microfiltrare, ultrafiltrare, nanofiltrare și osmoză inversă, schematizate în FIG. 1 care se referă la intervale specificate de dimensiune moleculară, permite recuperarea, după concentrare, de cel puțin 1 g/l de hidroxitirosol și 0,6 g/l de tirozol.

Aceste componente pot fi apoi izolate cu o puritate mai mare de 98% prin cromatografie în fază inversată pe o coloană pregătitoare.

Coloana pregătitoare este umplută de preferință cu un copolimer macroporos de divinilbenzen și N-vinilpirolidonă. Acest copolimer, datorită grupului funcțional polar, este capabil să rețină moleculele polare. Utilizarea coloanelor umplute cu acest copolimer permite izolarea componentelor (tirozol, hidroxitirosol, acid tri-hidroxibenzoic, catecol etc.) conținute în amestec și, în special, pentru a prepara hidroxitirosol cu ​​un nivel ridicat de puritate, fără catecol (orto -difenol conținut în OMW și toxic pentru om).

Raportul de concentrație (hrană/extract) în etapele de microfiltrare, ultrafiltrare, nanofiltrare și osmoză inversă este de preferință mai mare de 8.

Procesul de invenție permite recuperarea a cel puțin 70% din volumul de apă în ceea ce privește volumul total inițial al OMW, cu o astfel de calitate încât este posibil să se mențină în limitele definite de prezentele legi despre posibila utilizare agricolă/civilă mai mici de 100 mgO2/l de COD). De preferință, etapele Ultrafiltrării, Nanofiltrării și Osmozei Inverse sunt efectuate la pH neutru sau alcalin.

Un tratament suplimentar de evaporare/condensare pe concentratele diferitelor etape de filtrare permite recuperarea cu aproximativ 15% în continuare, până la o recuperare totală de 85% a apei.

Fracțiunea de material organic recuperată din etapele anterioare ale membranei înainte de osmoza inversată constă din compuși polifenolici distribuiți în diferite clase de greutate moleculară.

Polifenolii obținuți prin acest proces pot fi utilizați pentru preparatele cosmetice și farmaceutice pentru prevenirea stresului oxidativ pe membrana dermică, cum ar fi anti-îmbătrânire, dar și pentru estomparea pielii ca antagoniști ai procesului de melanogeneză.

În timp ce fracțiunile, care conțin amestecuri antioxidante de eliminare, elimină radicalii liberi conținuți în structura melaninei producând un efect de estompare a pielii, mecanismul de acțiune al tirozolului acționează concurând cu tirozina în procesul controlat de o enzimă numită tirozinază, care constituie doar o parte a procesul total al melanogenezei. De fapt, chiar și tirozolul este supus activității enzimatice a tirozinazei, modificându-se în hidroxitirosol conform schemei 1. Astfel, concurează cu tirozina în reacția enzimatică.

Prin urmare, tirozolul livrat straturilor derma mai profunde poate concura cu tirozina pentru tirozinaze, reducând cantitatea de dopamină disponibilă pentru a continua procesul de melanogeneză, reducând astfel colorarea dermică.

Diferitele fracții și compuși precum tirozol, hidroxitirosol etc., obținute prin procesul inovator descris aici, au fost utilizate pentru formularea preparatelor pentru utilizare topică pentru a se opune procesului de melanogeneză și a induce derma decolorarea și decupmentarea.

Utilizările polifenolilor nu se limitează la exemplele menționate, ci includ și prepararea de lacuri, adezivi și compozite.

Reacția de oxidare a tirozolului la hidroxitirosol poate avea loc în faza omogenă, eterogenă sau de tranziție, folosind apă și solvenți hidrocarbonati precum pentan, heptan și altele similare.

Catalizatorul trioxid de metilreniu (MTO) poate fi, de asemenea, utilizat într-o formă legată de matrici polimerice inerte, cum ar fi poli (4-vinilpiridina) și polistiren. În acest caz, catalizatorul eterogen utilizat pentru oxidare poate fi recuperat din sistemul de reacție prin simpla filtrare și reutilizat în cel puțin zece cicluri secvențiale de transformare fără pierderi vizibile de activitate și selectivitate.

Oricum, condițiile de cataliză omogenă sunt preferate pentru oxidare, folosind solvenți protici precum apă, alcooli C1-C3, acid acetic sau amestecuri ale acestora.