MX2007015710A - Metodo para remover contaminantes de aceites esenciales. - Google Patents
Metodo para remover contaminantes de aceites esenciales.Info
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Abstract
Metodo para remover un contaminante de un aceite esencial, que comprende poner en contacto el aceite esencial, incluyendo el contaminante, con una resina de intercambio de cation acido fuerte o una resina de intercambio de anion de base fuerte.
Description
MÉTODO PARA REMOVER CONTAMINANTES DE ACEITES ESENCIALES Caínpo de la invención La presente invención se relaciona generalmente con sabores y, más particularmente, se relaciona con aceites esenciales y remoción de contaminantes de los mismos. Antecedentes de la Invención l Los aceites esenciales son aceites volátiles
I derivados de cascaras y hojas de fruta, tallos, flores, corteza, raíces, o ramas de plantas, y usualmente llevar en olor o sabor de la planta o su fruta. Los aceites esenciales son útiles como aromatizantes para alimentos y bebidas, como perfumes, y para propósitos medicinales. Por ejemplo, los aceites esenciales incluyen aceites de cascara tales como aceite cítrico. Los aceites cítricos se derivan de exprimir o prefrsar cascara de fruta cítrica. Los aceites cítricos se pueden derivar de limones, naranjas, limas, toronjas, tangerinas, mandarinas, naranjas amargas, y bergamotas. Otros aceites esenciales incluyen, pero no están limitados a aceites de hoja, tales como aceites de menta, aceites de esp0cie tal como aceite de clavo, y otros aceites de flores tales como aceite de rosa. ! Las plantas y frutas de los que se derivan los aceites esenciales son ampliamente cultivadas, en parte por los aceites esenciales que producen. Durante el cultivo, frecuentemente se aplican productos químicos agrícolas a la plfnta o fruta, o ambas, para controlar pestes tales como infectos, hongos y hierbas. Mientras que mucho de los productos químicos agrícolas aplicados durante el cultivo se eliminan lavando la cosecha, algún residuo químico agrícola en ocasiones permanece en la planta o fruta de la que se derivan los aceites esenciales y se pueden extraer junto con los aceites esenciales. Además, los productos químicos
I agrícolas tales como fungicidas se pueden aplicar a la fruta cosechada para impedir el daño y esta fruta subsecuentemente se puede procesar para producir aceite esencial. De esta manfra, los aceites esenciales en ocasiones pueden contener cantidades de vestigio de productos químicos agrícolas que se refieren en la presente como residuo agrícola. Por lo tanto, es deseable eliminar el residuo químico agrícola de los aceites esenciales y permanece la necesidad de un método efectivo y económico para remover dichos contaminantes de los aceites esenciales. Compendio de la Invención Esta invención se dirige a la necesidad anterior proporcionando un método para remover un contaminante de un aceite esencial que comprende poner en contacto el aceite esencial incluyendo el contaminante con ya sea una resina de intercambio de catión ácido fuerte o una resina de intercambio de anión de base fuerte (referidos colectivamente en la presente como "una resina de intercambio de ion fufrte") como sea apropiado. La resina de intercambio de ion fuerte elimina el contaminante del aceite esencial mediante ad$orción o intercambio de ion o ambos. Deseablemente, la resina de intercambio de ion fuerte remueve el contaminante del aceite esencial sin disminuir substancialmente las propiedades organolépticas del aceite esencial. Otros objetos, particularidades y ventajas de esta invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción, dibujo y reivindicaciones. Breve Descripción del Dibujo La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema para la remoción de un contaminante a partir de aceite esencial de conformidad con una modalidad de esta invención. Descripción Detallada de Modalidades Como se resume arriba, esta invención abarca un método para remover contaminantes de aceites esenciales que comprende poner en contacto el aceite esencial que incluye el contaminante con una resina de intercambio de ion fuerte. La resina de intercambio de ion deseablemente elimina el contaminante sin disminuir las propiedades organolépticas del aceite esencial. De esta manera, el aceite esencial tratado retiene su sabor o aroma deseable, o ambos, pero es más puro. Los aceites esenciales tratables de conformidad con las modalidades de esta invención incluyen todos los aceites esenciales. Los aceites esenciales son aceites volátiles derivados de cascaras y hojas de fruta, tallos, flores, corteza, raíces, o ramas de plantas, y usualmente llevan el olor y/o sabor de la fruta o planta. Los tipos de aceites esenciales tratables de conformidad con las modalidades de esta invención incluyen, pero no están limitados a aceites de cascara tales como aceites cítricos, aceites de hoja tal como aceites de menta, aceites de especie tal como aceite de clavo, aceites de flor tal como aceite de rosa, y otro aceite de planta tal como aceite de tallos, corteza, raíces y ramas. Los aceites cítricos apropiados para tratamiento de conformidad con las modalidades de esta invención incluyen aceite de limón, aceite de naranja, aceite de lima, aceite de toronja, aceite de tangerina, aceite de mandarina, aceite de naranja amarga y aceite de bergamota. Las modalidades de esta invención son particularmente efectivas al remover contaminantes de los aceites cítricos, pero también son apropiados para remover los contaminantes de cualquier aceite esencial. Las modalidades de esta invención son apropiadas
I paira remover cualesquiera contaminantes de aceite esencial qué se remueven mediante resinas de intercambio de ion fufrtes. Los ejemplos de de contaminantes que se remueven deseablemente de aceites esenciales de conformidad con i modalidades de esta invención incluyen, pero no están linjiitados a pesticidas tales como insecticidas, fungicidas y herbicidas. Algunos contaminantes son ácidos en naturaleza y al unos son básicos. Los ejemplos de pesticidas ácidos reptovibles de conformidad con las modalidades de esta inVención incluyen, pero no están limitados a OPP (orto-fenil fenol) y 2,4-D (ácido 2, 4-dciclorofenoxi acético). Los pesticidas básicos removibles de conformidad con modalidades de ' esta invención incluyen, pero no están limitados a i imazalil, procloraz, tiabendazol, cfarbaril, carbendazima,
I diazinona, clorpirifos, metalaxilo y metidatión. Los anteriores son meramente ejemplos de contaminantes removibles de conformidad con modalidades de esta invención, pero las modalidades de esta invención son apropiadas para remover muchos otros contaminantes también. 1 Las resinas de intercambio de ion fuertes apropiadas, de conformidad con las modalidades de esta invención, remueven contaminantes de aceites esenciales mientras que dejan las propiedades organolépticas del aceite esencial solas. Las resinas de intercambio de ion fuertes son bifn conocidas y se usan comúnmente para tratar líquidos acuoso. Los aceites esenciales, sin embargo, son no acuosos y la resina de intercambio de ion fuerte funciona para eliminar contaminantes de un sistema no acuoso tal como aceites esenciales. Las resinas de intercambio de anión fuertes son apropiadas para remover contaminantes ácidos de aceites esenciales y las resinas de intercambio de catión fuertes son apropiadas para remover contaminantes básicos de aceites esenciales . Muchas resinas de intercambio de anión de base fuertes apropiadas y resinas de intercambio de catión acidas fuertes se encuentran comercialmente disponibles. Las resinas de intercambio de anión de base fuertes comercialmente disponibles apropiadas incluyen las resinas Amberlite0" de Rohín & Haas que son principalmente resinas de poliestireno reticuladas macro reticulares. Una resina de anión de base fuerte de grado alimenticio comercialmente disponible, particularmente apropiada es Amberlite® FPA91CL de Rohm & Has$,k que es efectiva cuando se convierte a forma de hidróxido para remover OPP y otros pesticidas ácidos de aceites cítricos. Las resinas de intercambio de catión ácido fuertes apropiadas para remover contaminantes básicos tales como pesticidas básicos incluyen, pero no están limitadas a resinas Aberlite® FPC22 de Rohm and Hass, que es un copolímeros do divinilo benceno estireno sulfonado. Otras resinas de intercambio de ion fuertes apropiadas para uso en las modalidades de esta invención las resinas de intercambio de ion Dowex® disponible de Dow Chemical Company, resina de intercambio de ion Serdolit® disponible de Serva Electrophoresis GmbH, resina de intercambio de catión ácido fuerte T42 y resina de intercambio de base fuerte A23 disponible de Qulichem, Inc., y resinas de intercambio de ion fuerte Lewatit disponible de Lanxess. Como será conocido por aquéllos expertos en el ramo, otras resinas de intercambio de ion fuerte apropiadas para uso con modalidades de esta invención se encuentran comercialmente disponibles. Los aceites esenciales se tratan con resinas de intercambio de ion fuertes de conformidad con métodos convencionales tales como hacer fluir el aceite esencial a través de un lecho de la resina en una columna empacada. Generalmente, de conformidad con una modalidad de la invención, una columna de intercambio de adsorción/ión apropiada se carga con una resina de intercambio de ion fuerte apropiada. Si la resina de intercambio de ion no está en forma apropiada, es decir, forma de hidróxido para resina de intercambio de anión o forma de hidrógeno para resina de intercambio de catión, para remover el contaminante deseado del aceite esencial, la resina de intercambio de ion se puede convertir a la forma de hidróxido o hidrógeno usando una base apropiada o ácido, como es bien sabido por aquellos expertos en el ramo. Después de enjuagar completamente la resina de intercambio de ion en la columna con agua desionizada, está listo para tratar el aceite esencial, que deseablemente se carga en la columna desde la parte superior de la columna y se deja fluir hacia abajo a través de la columna hasta que se drena desde el fondo de la columna y hacia un tanque3 de almacenamiento. Aún cuando el flujo de agua y aceite esencial a través de la resina de intercambio de ion es descendente en las modalidades descritas en la presente, se debe entender que el flujo de agua y aceite esencial se puede dirigir hacia arriba o en otras direcciones, pero se prefiere un flujo descendente. Deseablemente, las cantidades relativas de resinas de intercambio de ion y aceite esencial y el tiempo de residencia del aceite esencial en la resina de intercambio de ion son tales que se logra la remoción deseada de contaminante. De preferencia, el contaminante se remueve de manera substancialmente completa del aceite esencial. Volviendo a la Figura 1, se ilustra un sistema 10 de tratamiento de aceite esencial y generalmente comprende una columna 12 de lecho empacado cargada con resina 14 de intercambio de ion. Una entrada 16 alimenta agua desionizada de un suministro 18 de agua, y ácido o base de un suministro 20 de ácido/base, o un aceite esencial del tanque 22 de aceite esencial a través de un sistema 24 de válvula hacia la parte superior 26 de la columna 12 co o se desee. Una salida 28 de columna drena líquido a través del fondo 30 de la columna 12 a través de otro sistema 32 de válvula. La salida 28 drena agua o la solución de ácido o de base a través del sistema 32 de válvula a un drenaje (no mostrado) o drena aceite esencial tratado a través del sistema de válvula a un tanque de aceite tratado. Una bomba 36 conectada al suministro 18 de agua alimenta agua desionizada en flujo de reversa a través del sistema 32 de válvula inferior hacia el fondo 30 de la columna 12 para contra inundar la columna. Una purga 38 de nitrógeno es capaz de llenar el espacio 40 de cabeza en la parte superior 26 de la columna 12 con nitrógeno cuahdo procesa aceite esencial a través de la columna. La purga 38 de nitrógeno también es útil para llenar cualquier espacio de cabeza en el tanque 34 de aceite tratado también. Un vidrio 42 de visión colocado en o cerca del espacio 40 de cabeza es de ayuda para supervisar el nivel de líquido arriba del lecho de resina de intercambio de ion. En operación, la columna 12 de carga con una resina
14 de intercambio de ion fuerte apropiada y la columna se llena con agua desionizada del suministro 18 de agua a través del sistema 24 de válvula de entrada hasta cuando menos la parte superior de la resina. El vidrio 42 de observación se usa para supervisar el nivel del agua desionizada en la columna 12. La columna 12 se contra inunda como sea necesario con la bomba 36 de contra-inundación para remover cualesquiera burbujas de aire de la resina. Si la resina 14 de intercambio de ion no está en forma apropiada, es decir forma de hidróxido para resina de intercambio de anión o forma de hidrógeno para resina de intercambio de catión, para remover el contaminante deseado del aceite esencial, la resina de intercambio de ion se convierte a la forma de hidróxido o hidrógeno usando una base o ácido apropiado, como es bien sabido por aquellos expertos en el ramo. La base o ácido se alimenta a la columna 12 desde el suministro 20 de ácido/base a través del sistema 24 de válvula de entrada mientras que agua desionizada se drena de$de el fondo 30 de la columna a través del sistema 32 de válvula inferior y a un drenaje. Cuando el pH indica que el ác^do o base se está drenando, el ácido o base se drena hacia un recipiente apropiado tal como un recipiente de acero inoxidable. Después de que la resina se convierte a la forma básica o acida apropiada, la resina de intercambio de ion se enjuaga completamente con agua desionizada del suministro 18 de agua a medida que el agua se drena a través del sistema 32 de válvula inferior y a un drenaje. Después de enjuagar, la columna 12 está lista para tratar el aceite esencial. Si es necesario, la columna 12 nuevamente se contra-inunda para eliíjainar cualesquiera burbujas de aire de la resina. El aceite esencial deseablemente se carga hacia la parte superior 26 de la columna desde el tanque 22 de aceite esencial y se deja fluir hacia abajo a través de la columna hast Ia que se drena desde el fondo de la columna y hacia el l tanqjue 34 de almacenamiento. La presente invención se ilustra adicionalmente abajo en un ejemplo que no debe considerarse de ninguna forma comoi que impone limitaciones en el alcance de la invención. Por ,el contrario, se debe entender claramente que se puede tener recurso a varias otras modalidades, modificaciones y equivalentes del mismo que, después de leer la descripción en el mismo se pueden sugerir a aquellos expertos en el ramo sin abandonar el alcance de la invención y las reivindicaciones anexas. !R) Ejemplo 1 Una columna de absorción de 243.84 cm (8 pies) que tiene un diámetro interior de 16.256 cm (6.4 pulgadas), un área de sección transversal de 0.0204 m7 (0.22 pies cuadrados) yh un volumen interno total de 49.836 litros (1.76 pies cúbicos) se llena con agua desionizada hasta un nivel de 15.24 cm (6 pulgadas) debajo del accesorio inferior de vidrio de observación de columna. A continuación, la columna se car^a con alícuotas de 6.804 a 9,072 kg (15 a 20 libras) con 26.325 kg (58.5 libras) de resina de intercambio de anión de base fuerte de grado alimenticio Amberlite® FPA91CL de Rohm & Haas a una altura de resina de 182.88 cm (6 pies) y un volumen de resina de 50.577 litros (1.32 pies cúbicos).
Después de cada adición de alícuota, el nivgel de agua desionizada en la columna se reajustó a un nivel de 15.24 cm
(6 pulgadas) debajo del accesorio de vidrio de observación inferior. Esto se logró drenando agua fuera del fondo de la colu-jana. El agua desionizada luego se añade hasta que el agua corre clara a través del fondo de la columna y está libre dee partículas de resina flotante. El nivel de agua desionizada en la columna luego se reajusta a 2.54 cm (1 pulgada) arriba déla parte superior del lecho de resina. Para convertir la resina a la forma de hidróxido, una solución de hidróxido de sodio al 5% se alimenta lentamente a través de la parte superior de la columna a medida que el agua se drena a través del fondo de la columna hasta que el pH del líquido que sale del fondo de la columna se eleva para indicar que la solución de hidróxido de sodio está empezando a salir del fondo de la columna. Cuando el pH de la solución se eleva a 9, la descarga se recoge en un tambor de acero inoxidable. El hidróxido de sodio se alimenta hacia la columna hasta que 113.4 kg (250 libras) de solución de hidróxido de sodio se han bombeado hacia la columna. Lo último de la solución de hidróxido de sodio se deja fluir hacia abajo a través de la columna a un nivel en el fondo del vidrio de observación de columna. El flujo de hidróxido de sodio luego se detiene para asegurar que el lecho de resina permanece humedecido con solución. Luego se añade agua desionizada a través de la parte superior de la columna y el flujo a través del fondo de la columna se reasume. La solución de hidróxido de sodio se deja drenar completamente de la columna y la columna luego se enjuaga con agua desionizada hasta que el pH del agua que sale de la columna cae a 8 o menos. La solución de hidróxido de sodio se debe poner en contacto con el lecho de resina durante cuando menos un período de 15 minutos durante el proceso de conversión. La resina está entonces en la forma de hidróxido y la columna está lista para cargarse con aceites esenciales tales como aceite de toronja. El nivel de agua defionizada se lleva al fondo del vidrio de observación de columna, pero todavía cubriendo el lecho de resina. Es importante no dejar que el lecho de resina se exponga a los ga^es de la columna. Un tanque portátil de 1,135.50 litros (300 galones) se carga con 1,071.15 litros (283 galones) de aceite de toronja blanco y el espacio de cabeza en el tanque se inunda y mantiene con nitrógeno. El aceite de toronja blanco luego se alimenta a través de la parte superior de la columna mientras que agua se drena del fondo de la columna y hacia un drenaje hasta que la descarga de la columna cambia de agua a aceite. La alimentación de aceite de toronja se drena desde el fondo de la columna a un recipiente de almacenamiento a un régimen de flujo de alrededor de 2.404 kg (5.3 libras) de aceite de toronja por minuto. Después de que los 1,071.15 litros (283 galones) de aceite de toronja blanco se pasa a través de la columna y se carga hacia el recipiente de almacenamiento, es espacio de cabeza del recipiente se llena cotí nitrógeno. Se debe entender que lo anterior se relaciona con modalidades particulares de la presente invención y que se pu den hacer numerosos cambios en la misma sin abandonar el alcance de la invención como se define mediante las siguientes reivindicaciones.
I
Claims (1)
- REIVINDICACIONES 1. - Método para remover un contaminante de un aceite cítrico, que comprende poner en contacto el aceite cítrico incluyendo el contaminante con una resina de intercambio de ion fuerte. 2.- Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el aceite cítrico se selecciona del grupo que consiste en aceite de limón, aceite de naranja, aceite de lima, aceite de toronja, aceite de mandarina, aceite de naranja agria, y aceite de bergamota. 3.- Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el contaminante es ácido y la resina de intercambio de ion fuerte es una resina de intercambio de anión de base fuerte. 4.- Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el contaminante es básico y la resina de intercambio de ion fuerte es una resina de intercambio de catión ácido fuerte. 5.- Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el contaminante es un residuo agrícola. 6.- Método de conformidad con la reivindicación 5, en donde el residuo agrícola es un pesticida. 1 . - Método de conformidad con la reivindicación 3, en donde el contaminante es orto-fenil fenol. 8.- Método de conformidad con la reivindicación 3, en donde el contaminante es ácido 2, 4-diclorofenoxi acético. 9.- Método de conformidad con la reivindicación 4, en donde el contaminante se selecciona del grupo que consiste en imizal.il, procloraz, tiabendazol, carbarilo. carbendazima, diazinón, clorpirifos, metalaxilo y metadatión. 10.- Método de conformidad con la reivindicación I, . en donde el paso de poner en contacto el aceite esencial con la resina de intercambio de ion fuerte comprende hacer pa$ar el aceite esencial a través de un lecho de la resina de intercambio de ion fuerte. 11.- Método para remover un contaminante de un aceite cítrico que comprende poner en contacto el aceite cítrico que incluye el contaminante con una resina de intercambio de ion fuerte, de modo que la resina de intercambio de ion fuerte remueva cuando menos una porción del contaminante sin disminuir substancialmente las propiedades organolépticas del aceite cítrico. 12.- Método de conformidad con la reivindicación II, en donde la resina de intercambio de ion fuerte remueve sustancialmente de manera completa el contaminante del aceite cítrico. 13.- Método de conformidad con la reivindicación 11 f en donde el aceite cítrico se selecciona del grupo que consiste en aceite de limón, aceite de naranja, aceite de lima, aceite de toronja, aceite de mandarina, aceite de naranja amarga, y aceite de bergamota. 14.- Método de conformidad con la reivindicación 11; en donde el contaminante es ácido y la resina de intercambio de ion fuerte es una resina de intercambio de anión de base fuerte. ¡ 15.- Método de conformidad con la reivindicación 11/ en donde el contaminante es básico y la resina de intercambio de ion fuerte es una resina de intercambio de camión acida fuerte. 1 16.- Método de conformidad con la reivindicación lim en donde el contaminante es un residuo agrícola. 17.- Método de conformidad con la reivindicación 16,1 en donde el residuo agrícola es un pesticida. 18.- Método de conformidad con la reivindicación 11, en donde el paso de poner en contacto el aceite cítrico con la resina de intercambio de ion fuerte comprende hacer pas Iar el aceite cítrico a través de un lecho de resina de intercambio de ion fuerte.
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