Tecnologías de tratamiento de los efluentes líquidos y residuos sólidos resultantes del proceso de elaboración del aceite de oliva por centrifugación en dos fases
DOI:
https://doi.org/10.3989/gya.2006.v57.i1.20Palabras clave:
Liquid effluents, Olive oil, Treatment technologies, Two-phase olive pomace, Two-phase systemResumen
Durante los últimos 10 años el proceso de elaboración de aceite de oliva ha sufrido importantes cambios en los equipos utilizados para la separación del aceite del resto de componentes. El más reciente ha sido la introducción del decanter o centrífuga horizontal de dos fases para la separación del aceite de oliva de la mezcla constituida por la fracción sólida vegetal y agua de vegetación. Por tanto, el sistema de elaboración por centrifugación en dos fases genera tres residuos diferentes: 1) aguas de lavado de aceitunas; 2) aguas de lavado de aceite obtenidas en la centrífuga vertical y 3) residuos sólidos con un elevado contenido en humedad procedente del decanter. Entre otras ventajas, el proceso de dos fases también reduce considerablemente el consumo de agua de proceso. Esta tecnología ya se ha introducido en el 90% de las almazaras españolas. Por tanto, los nuevos efluentes líquidos resultantes del proceso en dos fases están constituidos por la mezcla de los efluentes (1) y (2), generándose cantidades del orden de 0.25 l/kg de aceitunas procesadas. De manera adicional, se genera un nuevo residuo sólido (orujo húmedo o “alperujo”) con una elevada concentración de materia orgánica, lo que le confiere un alto poder contaminante, dificultando su manipulación y aprovechamiento mediante los métodos tradicionales aplicados al orujo convencional de tres fases.
En este trabajo se detallan las características principales y propiedades de los efluentes líquidos y residuos sólidos resultantes del proceso de elaboración del aceite de oliva en dos fases, comparándose con las características de los alpechines y orujos tradicionales procedentes del sistema de tres fases. También se resumen las ventajas e inconvenientes del sistema de dos fases. Entre los tratamientos que se detallan para la depuración de las aguas de lavado mezcla, destacan los procesos aerobios en reactores de mezcla completa y lodos activados, con los que se alcanzan elevadas eficiencias de depuración, obteniéndose las constantes cinéticas de los mismos para diferentes condiciones operacionales. También se describen los resultados más relevantes obtenidos en el proceso de digestión anaerobia de estas aguas de lavado utilizando reactores de lecho fluidizado e híbridos, detallándose el comportamiento operacional, estabilidad, eficiencias de depuración y coeficientes de rendimiento en metano alcanzados. Igualmente se detallan otros métodos de tratamiento del alperujo, tales como métodos oxidativos (utilizando diferentes oxidantes químicos) y fisicoquímicos (utilizando diferentes coagulantes y floculantes). Al mismo tiempo, se describe la digestibilidad anaerobia del alperujo utilizando diferentes concentraciones de sustrato como alimento, detallándose algunos estudios cinéticos y balances de masa que permiten reproducir el comportamiento del reactor, así como determinados modelos simplificados que permiten estudiar las etapas de hidrólisis, acidogénesis y metanogénesis en el proceso de digestión anaerobia en una y dos etapas del alperujo. Finalmente, se reseñan otros métodos para el tratamiento y aprovechamiento de este residuo, tales como compostaje, obtención de alcoholes, manitol, y otros compuestos de valor añadido, tales como monosacáridos, oligosacáridos, arabinosa y glucosa, así como furfural y carbón activo.
Descargas
Citas
Adams, C.E., Eckenfelder, W.W., Hoviuos, J.C. 1975. A kinetic model for design of completely-mixed activated sludge treating variable strength industrial wastewaters. Water Res. 9, 37-42.
Alba, J., Hidalgo, F., Martínez, F., Ruíz, M.A., Moyano, M.J., Borja, R. 1995. Evolución medioambiental de los sistemas de elaboración de aceite de oliva en Andalucía. Mercacei 2, 20-22.
Alba, J., Hidalgo, F.J., Ruiz, M.A., Martínez, F., Moyano, M.J., Borja, R., Graciani, E., Ruiz, M.V. 2001. Elaboración de aceite de oliva virgen. In: El Cultivo del Olivo, D. Barranco, R. Fernández-Escobar, L. Rallo (Eds.), p. 551-588, Mundi-Prensa, Madrid, Spain.
Aparicio, R., Roda, L., Gutiérrez, F. 1999. Effects of various compounds on virgin olive oil stability measured by Rancimat. J. Agric. Food Chem. 47, 4150-4155.
Arienzo, M., Capasso, R. 2000. Analysis of metal cations and inorganic anions in olive oil mill waste waters by atomic absorption spectroscopy and ion chromatography. Detection of metals bound mainly to the organic polymeric fraction. J. Agric. Food Chem. 48 (4), 1405-1410.
Balice, V., Cera, O. 1984. Acidic phenolic fraction of the olive vegetation water determined by a gas chromatographic method. Grasas Aceites 35 (5), 178-180.
Ballesteros, I., Oliva, J.M., Saez, F., Ballesteros, M. 2001. Ethanol production from lignocellulosic by-products of olive oil extraction. Appl. Biochem. Biotechnol. 91-93, 237-252.
Boari, G., Brunetti, A., Passino, R., Rozzi, A. 1984. Anaerobic digestion of olive oil mill wastewaters. Agric.Wastes 10 (3), 161-175.
Borja, R., Alba, J., Martín, A., Ruiz, A., Hidalgo, F. 1993. Caracterización y digestión anaerobia de las aguas de lavado de aceite de oliva virgen. Grasas Aceites 44 (2), 85-90.
Borja, R., Alba, J., Hidalgo, F. 1994. Digestión anaerobia de las aguas de lavado de aceitunas de almazara: influencia del período de recolección sobre la cinética del proceso. Grasas Aceites 45(3), 126-131.
Borja, R., Martín, A., Alonso, V., García, I., Banks, C.J. 1995a. Influence of different aerobic pretreatments on the kinetics of anaerobic digestion of olive mill wastewater. Water Res. 29 (2), 489-495.
Borja, R., Banks, C.J., Alba, J., Escobar, J.P. 1995b. The temperature dependence of the kinetic parameters derived for the aerobic treatment of wastewater from the washing of olives prior to the oil production process. J. Environ. Sci. Health A A30 (8), 1693-1705.
Borja, R., Alba, J., Banks, C.J. 1995c. Activated sludge treatment of wash waters derived from the purification of virgin olive oil in a new manufacturing process. J. Chem. Technol. Biotechnol. 64, 25-30.
Borja, R., Alba, J., Banks, C.J. 1996. Anaerobic digestion of wash waters derived from the purification of virgin olive oil using a hybrid reactor combining a filter and a sludge blanket. Process Biochem. 31 (3), 219-224.
Borja, R., Alba, J., Martín, A., Mancha, A. 1998. Influencia de la velocidad de carga orgánica sobre el proceso de digestión anaerobia de aguas de lavado de aceitunas de almazara en reactores de lecho fluidizado. Grasas Aceites 49 (1), 42-49.
Borja, R., Alba, J., Martín, A., Mancha, A. 1999. Estudio cinético del proceso de digestión anaerobia de aguas de lavado de aceitunas de almazara en reactores de mezcla completa con microorganismos inmovilizados. Grasas Aceites 50 (2) 87-93.
Borja, R., Rincón, B., Raposo, F., Alba, J., Martín, A. 2002. A study of anaerobic digestibility of two-phases olive mill solid waste (OMSW) at mesophilic temperature. Process Biochem. 38, 733-742.
Borja, R., Martín, A., Rincón, B., Raposo, F. 2003a. Kinetics for substrate utilization and methane production during the mesophilic anaerobic digestion of two-phases olive pomace (TPOP). J. Agric. Food Chem. 51 (11), 3390-3395.
Borja, R., Rincón, B., Raposo, F., Alba, J., Martín, A. 2003b. Kinetics of mesophilic anaerobic digestion of the two-phase olive mill solid waste. Biochem. Eng. J. 15, 139-145.
Borja, R., Rincón, B., Raposo, F., Sánchez, E., Martín, A. 2004. Assessment of kinetic parameters for the mesophilic anaerobic biodegradation of two-phase olive pomace. Int. Biodet. Biodeg. 53, 71-78.
Borja, R., Martín, A., Sánchez, E., Rincón, B., Raposo, F. 2005a. Kinetic modelling of the hydrolysis, acidogenic and methanogenic steps in the anaerobic digestion of two-phase olive pomace (TPOP). Process Biochem. 40, 1841-1847.
Borja, R., Sánchez, E., Rincón, B., Raposo, F., Martín, M.A., Martín, A. 2005b. Study and optimisation of the anaerobic acidogenic fermentation of two-phase olive pomace. Process Biochem. 40, 281-291.
Cabrera, F., López, R., Martínez-Bordiu, A., Dupuy de Lome, E., Murillo, J.M. 1996. Land treatment of olive oil mill wastewater. Int. Biodet. Biodeg. 38 (3-4), 215-225.
Capasso, R., Cristinzio, G., Evidente, A., Scognamiglio, F. 1992. Isolation spectroscopy and selective phytotoxic effects of polyphenols from vegetable waste waters. Phytochemistry 31 (12) 4125-4128.
Cano-Agüera, F. 2004. Almazaras: depuración de aguas de lavado. En: Aguas de lavado de aceituna y aceite: procesos de tratamiento, p. 109-123, Ed. Infaoliva, Córdoba, Spain.
Cardoso, S.M., Silva, A.M.S., Coimbra, M.A. 2002. Structural characterization of the olive pomace pectic polysaccharide arabinan side chains. Carbohyd. Res. 337, 917-924.
Cardoso, S.M., Coimbra, M.A., Lopes da Silva, J.A. 2003. Calcium-mediated gelation of an olive pomace pectic extract. Carbohyd. Polym. 52, 125-133.
Cert, A., Alba, J., León, M., Moreda, W., Pérez, M.C. 1996. Effects of talc addition and operating mode on the quality and oxidative stability of virgin oil obtained by centrifugation. J. Agric. Food Chem. 44 (12), 3930-3934.
Di Giovacchino, L., Costantini, N., Serraiocco, A., Surrichio, G., Basti, C. 2001. Natural antioxidants and volatile compounds of virgin olive oils obtained by the two or three-phase centrifugal decanters. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 103 (5), 279-285.
Di Giovacchino, L., Sestili, S., Di Vencenzo, D. 2002. Influence of olive processing on virgin olive quality. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 104, 587-601.
Fernández-Bolaños, J., Fernández-Diez, M.J., Rivas- Moreno, M., Gil-Serrano, A., Pérez, T. 1983. Azúcares y polioles en aceitunas verdes III. Grasas Aceites 34, 168-171.
Fernández-Bolaños, J., Guillén, R., Rodríguez, R., Felizón, B., Heredia, A., Jiménez, A. 2000. Process for obtaining mannitol from pulp extracted from olives. Patent ES2143939 A (16-5-2000).
Fernández-Bolaños, J., Rodríguez, G., Rodríguez, R., Heredia, A., Guillén, R., Jiménez, A. 2002. Production in large quantities of highly purified hydroxytyrosol from liquid-solid waste of two-phase olive oil processing or “alperujo”. J. Agric. Food Chem. 50, 6804-6811.
Fernández-Bolaños, J., Rodríguez, G., Gómez, E., Guillén, R., Jiménez, A., Heredia, A., Rodríguez, R. 2004. Total recovery of the waste of two-phase olive oil processing: isolation of added-value compounds. J. Agric. Food Chem. 52 (19) 5849-5855.
Fiestas, J.A., Borja, R. 1992. Use and treatment of olive mill wastewater: current situation and prospects in Spain. Grasas Aceites 43 (2) 101-106.
Galiatsatou, P., Metaxas, M., Kasselouri-Rigopoulou, V. 2001. Mesoporous activated carbon from agricultural by-products. Microchimica Acta 136, (3/4) 147-152.
Galiatsatou, P., Metaxas, M., Arapoglou, D., Kasselouri- Rigopoulou, V. 2002. Treatment of olive mill wastewater with activated carbons from agricultural by-products. Waste Manage. 22, (7) 803-812.
García-Moreno, A. 1998. Procedimiento integral para la industrialización de alpechines y su depuración en almazaras y centros de repaso de alperujos. Patent ES2110912 A (16-02-1998).
Giannoutsou, E., Lambraki, M., Karagouni, A.D. 1997. Microbial treatment of olive mill effluents. Proc. Symp. “Olive’s wastes, Kalamata, Greece, 5-8 Nov.
Gónzalez-López, J., Bellido, E., Benítez, C. 1994. Reduction of total polyphenols in olive mill wastewater by physico-chemical purification. J. Environ. Sci. Health Part A A29 (5), 851-865.
Hamdi, M. 1992. Toxicity and Biodegradability of olive mill wastewaters in batch anaerobic digestion. Appl. Biochem. Biotechnol. 37 (2), 155-163.
López-Camino, J. 1993. Evaluación de la experiencia de las plantas prototipo de depuración de alpechines en la cuenca del río Guadalquivir. Proc. IX Congreso Nacional de Química, 2, p.295-317, Sevilla, Spain.
Maestro-Durán, R., Borja, R., Martín, A., Fiestas, J.A., Alba, J. 1991. Biodegradación de los compuestos fenólicos presentes en el alpechín. Grasas Aceites 42 (4), 271-276.
Mameri, N., Aioueche, F., Belhocine, D., Grib, H., Lounici, H., Piron, D.L., Yahiat, Y. 2000. Preparation of activated carbon from olive solid residue. J. Chem. Technol. Biotechnol. 75 (7), 625-631.
Martínez-Nieto, L., Rodríguez, S., Giménez, J.A., Lozano, J.L., Cobo, A., Ortega, J., Hodaifa, G. 2003. Efluentes de la industria del aceite de oliva: contribución al estudio de la composición y tratamiento de las aguas de lavado de aceituna y de lavado de aceite. En: Estudio de la composición y tratamiento como subproducto de las aguas de lavado de aceituna y aceite, p. 13-44, Ed. Infaoliva, Granada, Spain.
Martínez-Nieto, L., Rodríguez, S., Giménez, J.A., Lozano, J.L., Cobo, A., Hodaifa, G. 2004. Procesos oxidativos en el tratamiento de las aguas de lavado de aceituna y de lavado de aceite. En: Aguas de lavado de aceituna y aceite: procesos de tratamiento, p. 73-102, Ed. Infaoliva, Córdoba, Spain.
Millán, B., Lucas, R., Robles, A., García, T., Álvarez de Cienfuegos, G., Gálvez, A. 2000. A study on the microbiotica from olive-mill wastewater (OMW) disposal lagoons, with emphasis on filamentous fungi and their biodegradative potential. Microbiol. Res. 155 (3), 143-147.
Montané, D., Salvadó, J., Torras, C., Farriol, X. 2002. High-temperature dilute-acid hydrolysis of olive stones for furfural production. Biomass Bioenergy 22, 295-304.
Moreno-Castilla, C., Carrasco-Marín, M., López-Ramón, M.V., Alvarez-Merino, M.A. 2001. Chemical and physical activation of olive mill waste water to produce activated carbons. Carbon 39 (9), 1415-1420.
Niaounakis, M., Halvadakis, C.P. 2004. Olive-Mill Waste Management: Literature review and Patent Survey. Typothito – George Dardanos Publications, Athens, Greece.
Nogales, R., Thompson, R., Calmet, A., Benítez, E., Gómez, M., Elvira, C. 1998. Feasibility of microcomposting residues from olive oil production obtained using two-stage centrifugation. J. Environ. Sci. Health A A33 (7), 1491-1506.
Piacquadio, P., Stefano, G., Sciancelopre, V. 1998. Quality of virgin oil extracted with the new centrifugation system using a two-phase decanter. Fet/Lipid 100 (10), 472-474.
Ranalli, A., Angerosa, F. 1996. Intregral centrifuges for olive oil extraction. The quality characteristics of products. JAOCS 73 (4), 417-422.
Raposo, F., Borja, R., Sánchez, E., Martín, M.A., Martín, A. 2003. Inhibition kinetics of overall substrate and phenolics removal during the anaerobic digestion of two-phase olive mill effluents (TPOME) in suspended and immobilized cell reactors. Process Biochem, 39, 425-435.
Raposo, F., Borja, R., Sánchez, E., Martín, M.A., Martín, A. 2004. Performance and kinetic evaluation of the anaerobic digestion of two-phase olive mill effluents in reactors with suspended and immobilized biomass. Water Res. 38, 2017-2026.
Raposo, F., Borja, R., Sánchez, E., Martín, A. 2005. A kinetic evaluation of the anaerobic digestion of twophase olive mill effluent in batch reactors. J. Chem. Technol. Biotechnol, 80, 241-250.
Rodríguez, M.M., Pérez, J., Ramos-Cormenzana, A., Martínez, J. 1988. Effect of extracts obtained from olive oil mill waste on Bacillus megaterium ATCC 33085. J. Appl. Bacteriol 64, 219-222.
Sciancalepore, V., Colangelo, M., Sorlini, C., Ranalli, G. 1995. Compostaggio in ambiente protetto del residuo della lavorazione delle olive con impianti ad estrazioni bifásica. Ingegneria Ambientale 24, 11-12.
Sciancalepore, V., Colangelo, M., Sorlini, C., Ranalli, G. 1996. Composting of effluent from a new two-phase centrifuge olive mill. Microbial characterization of the compost. Toxicol. Environ. Chem. 55 (1-4), 145-158.
Servili, M., Baldioli, M., Selvaggini, R., Miniati, E., Machioni A., Montedoro, G. 1999. High performance liquid chromatography evaluation of phenols in olive fruit, virgin oil, vegetation waters and pomace in 1Dand 2D Nuclear Magnetic Resonance characterization. JAOCS 76 (7), 873-882.
Tsonis, S.P., Tsola, V.P., Grigoropoulos, S.G. 1987. Systematic characterization and chemical treatment of olive oil mill wastewater. Toxicol. Environ. Chem. 20- 21, 437-457.
Wheatley, A. (1990). Anaerobic digestion: a waste treatment technology. London, UK: SCI, Elsevier.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2006 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.
Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Consulte la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.