OFERTA DE TRANSFERENCIA DEL CONOCIMIENTO

GRUPO Y UNIVERSIDAD: Grupo EQ-2. Universidad de Vigo
Director: José Luis Alonso
Científico responsable:
Nombre: Herminia Domínguez
Departamento/sección: Ingeniería Química-
Facultad /Centro: Facultad Ciencias. Campus Ourense
e-mail: herminia@uvigo.es
Teléfono: 988 387082
Página web con información adicional: www.grupoeq2.es

TÍTULO:

Extracción y purificación de compuestos bioactivos a partir de biomasa vegetal empleando disolventes renovables (agua en condiciones subcríticas y CO2 supercrítico)
Descripción: (máximo 500 palabras)

Se están desarrollando procesos ambientalmente benignos para el aprovechamiento sostenible de la biomasa vegetal procedente de fuentes forestales, agrícolas e industriales y particularmente de aquella de origen residual. De modo más reciente también se han empleado macroalgas marinas (verdes y pardas). Se plantea el fraccionamiento de la materia prima, siguiendo la filosofía de las biorrefinerías de biomasa, para lograr un aprovechamiento integral de materiales renovables, abundantes y de bajo costo, que en ocasiones generan un impacto ambiental negativo. Los productos de interés incluyen ingredientes y aditivos de uso alimentario (aceite, proteína, oligosacáridos, compuestos fenólicos, carotenoides, …), compuestos químicos (hidroximetilfurfural, ácido levulínico, …), nuevos materiales (composites biodegradables, nuevos materiales derivados de los lignocelulósicos), y biofueles (bioetanol).
Se considera la realización de etapas físico-químicas con el objetivo de reemplazar el empleo de disolventes tóxicos por otros renovables y abundantes y se emplean tecnologías emergentes de concentración y fraccionamiento de corrientes líquidas.
Se dispone de experiencia en la optimización de procesos basados en el empleo de agua caliente presurizada en condiciones subcríticas (autohidrólisis) y en la extracción con dióxido de carbono presurizado en condiciones sub y supercríticas para procesar biomasa forestal (eucalipto, pino, olivo, matorrales, …), residuos agroindustriales (bagazos de uva y de arándanos, zuros de maíz, salvado de cebada, …), algas marinas invasoras y de arribazón (Sargassum, Ulva) con la finalidad de obtener compuestos y fracciones de interés en la industria alimentaria, cosmética y farmaceútica.
¿Cómo funciona? / ¿En qué consiste?: (aproximadamente 500 palabras)

El empleo de agua en condiciones presurizadas permite 1) extraer compuestos de menor polaridad que no serían solubles en condiciones ambientales y 2) llevar a cabo procesos autocatalizados de hidrólisis ácida en condiciones suaves, minimizando los problemas ambientales, de corrosión y evitando la degradación de los productos. La solubilización de la fracción de polisacáridos facilita la extracción de compuestos de valor comercial y representa una primera etapa de fraccionamiento en los procesos de biorrefinería propuestos.
La tecnología de membranas puede aplicarse para el fraccionamiento y concentración de los componentes solubilizados en la etapa de autohidrólisis o para la recuperación de compuestos de valor presentes en efluentes industriales.
La extracción con dióxido de carbono supercrítico se plantea como una etapa complementaria para la extracción/purificación selectiva de fracciones y extractos de actividad biológica e interés comercial, permitiendo alcanzar elevados grados de pureza y el mantenimiento de propiedades organolépticas y/o biológicas en las fracciones obtenidas.

Ventajas: (máximo 300 palabras)
1) Empleo de disolventes verdes y tecnologías de bajo impacto ambiental para el desarrollo de procesos de biorrefinería.
2) Integración de tecnologías convencionales y emergentes para extracción, fraccionamiento, concentración y purificación de compuestos bioactivos de la biomasa vegetal.
3) Caracterización química y funcional (actividad antioxidante in vitro).

¿Dónde se ha desarrollado?: (máximo 200 palabras)

El Grupo EQ-2, formado por un equipo multidisciplinar, viene trabajando en el desarrollo de procesos de biorrefinería desde hace 30 años. La línea de investigación principal es el aprovechamiento de residuos de biomasa vegetal para la obtención de productos de interés en la industria alimentaria, farmacéutica, etc., integrando aspectos de ingeniería química, química (química de productos naturales y de alimentos), ciencia de materiales, enzimología y microbiología.

El grupo EQ-2 pertenece al Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Vigo y desarrolla su trabajo en la Facultad de Ciencias de Ourense y en el Centro de Investigación Transferencia e Innovación (CITI) del Parque Tecnológico de Galicia.

Y además: (máximo 100 palabras)

Equipamiento:
- Reactores a presión discontinuos de mezcla completa (Parr Instruments) (entre 0.6 y 19 L)
- Extractor de fluidos supercríticos escala planta piloto (Thar) (muestras sólidas 1 L).
- Fermentadores escala de laboratorio y planta piloto (volúmenes entre 3 y 50 L).
- Incubadores orbitales, autoclaves, cabinas de flujo laminar.
- Equipos para operación con membranas (ultrafiltración, nanofiltración, ósmosis inversa) escala de laboratorio y escala planta piloto
- Evaporador en película, secado por atomización.
- Separación cromatográfica a nivel de laboratorio y planta piloto

Knowledge Transfer Offer

GROUP/UNIVERSITY: EQ-2. University of Vigo
Director: José Luis Alonso
Contact Person:
Name: Herminia Domínguez
Department/Section: Chemical Engineering
School/Center: Faculty of Sciences
e-mail: herminia@uvigo.es
Phone: +34 988 387082
Web: www.grupoeq2.es/en

TITLE:

ExtracTION AND purificaTION OF BIOACTIVES FROM VEGETAL BIOMASS USING renEWABLE SOLVENTS (subcrITICAL WATER AND SUPERCITICAL CO2)

Description: (500 words approximately)

The major aim of the group is to develop environmentally benign processes for the utilization of vegetal biomass from forestal, agricultural and industrial sources. More recently, also biomass from marine seaweeds is studied. The objective is the fractionation of the raw material, according to the biomass biorefinery philosophy, to achieve the integral valorization of renewable, abundant and low cost underutilized or waste materials. The target products include food ingredients (oil, protein, oligosaccharides, phenolic compounds, carotenoids, …), chemicals (hydroxymethylfurfural, levulinic acid,…), new materials (biodegradable composites, new materials derived from lignocellulose), and biofuels (bioethanol).
The proposed processes are based on a sequence of physico-chemical and biotechnological stages aiming at replacing toxic solvents by renewable ones (water, carbon dioxide), using emerging techniques for the concentration, fractionation and purification of valuable compounds from liquid streams.
Previous information on the optimization of processes based on the utilization of pressurized hot water under subcritical conditions (autohydrolysis) and carbon dioxide supercritical extraction is available for processing forestal biomass (eucalypt, pine, olive tree, shrubs,…), agroindustrial wastes (winery wastes, corn cobs, barley bran, berries pomace, …), invasive and waste seaweeds (Sargassum, Ulva) to obtain components and fractions of interest for food, cosmetics and pharmaceutical industries.

How does it work? /What is it about?: (500 word approximately)
The utilization of pressurized hot water under subcritical conditions allows 1) the extraction of compounds with lower polarity than those extracted under atmospheric conditions, and 2) perform autocatalyzed processes based on mild acid hydrolysis. This strategy offers advantages derived form the minimization of environmental, corrosion and operative difficulties, since product degradation is avoided. The solubilization of the polysaccharide fraction into oligomers of controlled polymerization degree, is useful for the production of added value components and can be proposed as an initial stage for the biomass fractionation in the biorefinery processes proposed.
Membrane technology can be applied for the fractionation and purification of the components solubilized during the autohydrolysis stage or for the recovery of valuable compounds present in industrial effluents.

Advantages:(300 words maximum)

1) Use of green solvents and environmentally friendly technologies for biorefinery processes.
2) Integration of conventional and emerging technologies for the extraction and fractionation/concentration/purification of bioactive compounds from vegetal biomass.
3) Chemical and functional characterization (in vitro antioxidant capacity).

Where has it been developed?: (200 words approximately)

The Group EQ-2 was formed in 1990, when the University of Vigo was created, by the members have accumulated expertise in biorefinery processes during the last 30 years. The major research topic has been the development of processes for obtaining value-added products from vegetal biomass based on the fractionation of its major components (cellulose, hemicelluloses, pectins, phenolic fraction and extractives). This approach has led to the development of multiproduct processes (following the philosophy known as “Biomass Refining”), looking at improving both profitability and sustainability. The latter objective is accomplished by using renewable sources and environmentally friendly technologies.

The group works at laboratories in the Faculty of Science of Ourense and at the “Centro de Investigación, Transferencia e Innovación” (CITI) (Tecnópole, Ourense).

And also: (100 words maximum)
Equipment:
- Batch pressurized reactors (Parr Instruments) (0.6 and 19 L)
- Supercritical extractor at pilot plant (Thar) (solid samples, 1 L).
- Lab and pilot (volumes 3 to 50 L).
- Orbital shakers, autoclaves and laminar flow cabinets.
- Membrane equipments at lab and pilot plant scale (ultrafiltration, nanofiltration, reverse osmose)
- Film evaporators, spray dryer.
- Chromatographic separation at lab and pilot scale.