ES2839280T3 - Proceso de extracción de resina y caucho de plantas de guayule - Google Patents

Abstract

Proceso de extracción de resina y caucho de plantas de guayule, que comprende en secuencia las etapas de: a. recolectar de plantas de guayule; b. defoliar dichas plantas; c. ya sea antes o después de la etapa de defoliación "b", preservar las plantas de guayule o las plantas defoliadas en ambientes a temperatura y humedad relativa controladas, durante un tiempo comprendido entre 7 y 21 días, de modo que la humedad residual contenida en la planta se mantenga en el intervalo del 30-45%; d. moler dichas plantas defoliadas para obtener un material vegetal que comprende fragmentos de plantas con tamaños medios entre 0,5 y 10 mm; e. dispersar dicho material vegetal en un sistema de disolvente polar, que comprende al menos un disolvente orgánico polar y un sistema estabilizador, para obtener una suspensión; f. someter la suspensión obtenida de la etapa "e" a filtración/prensado para separar una primera miscela que comprende dicha resina de un primer bagazo; g. retirar el al menos un disolvente orgánico polar de dicha primera miscela para obtener la resina concentrada; h. retirar el al menos un disolvente orgánico polar del primer bagazo obtenido en la etapa "f"; i. dispersar dicho primer bagazo desolventizado obtenido en la etapa "h" en un sistema disolvente apolar, que comprende al menos un disolvente orgánico apolar y un sistema estabilizador, para obtener una suspensión; j. someter dicha suspensión obtenida en la etapa "i" a filtración/prensado para separar una segunda miscela que comprende dicho caucho de un segundo bagazo; k. retirar el al menos un disolvente orgánico apolar de dicha segunda miscela para obtener caucho en estado sólido; l. retirar el al menos un disolvente orgánico apolar del segundo bagazo obtenido en la etapa "j".

Description

DESCRIPCIÓN

Proceso de extracción de resina y caucho de plantas de guayule

La presente invención se refiere al sector de la industria de extracción y procesamiento de caucho natural, y otros componentes, de material vegetal.

En particular, la invención se refiere a un proceso para extraer resina y caucho de plantas de guayule, que comprende la recolección, la preservación y el tratamiento mecánico y químico de las partes de la planta, aplicable tanto en el laboratorio como a escala industrial, caracterizado por rendimientos en cantidad significativamente altos y alta calidad de los productos extraídos.

El guayule (Parthenium argentatum) es un arbusto perenne originario de las regiones semidesérticas del suroeste de EE.UU. (en particular Texas) y el norte de México. Esta planta acumula caucho natural, que comprende principalmente cís-1,4 poliisopreno, en forma de látex (una dispersión lechosa o suspensión en agua) especialmente en la corteza de las ramas y tallos. El contenido de caucho natural puede depender de diversos factores ambientales, factores agrícolas y de conservación, por lo que está comprendido entre el 5 y el 20 % del peso total de la planta seca.

La extracción de caucho natural de plantas de guayule, como de otras plantas pertenecientes al género Asteraceae, Euphorbiaceae, Campanulaceae, Labiatae y Moraceae, tal como, Euphorbia lathyris, Parthenium incanum, Chrysothamnus nauseosus, Pedilanthus macrocarpus, Cryptostegia grandiflora, Asclepias syriaca, Asclepias speciosa, Asclepias subulata, Solidago altissima, Solidago graminifolia, Solidago rigida, Sonchus arvensis, Silphium spp., Cacalia atriplicifolia, Taraxacum kok-saghyz, Pycnanthemum incanum, Teucrium canadense, Campanula americana (indicado en breve por el término "tipo guayule"), representa una alternativa importante a la extracción de caucho natural de Hevea brasiliensis, especialmente considerando la mayor resistencia de estas especies a agentes patógenos que atacan Hevea, los menores costes de importación de la materia prima vegetal y en virtud del menor contenido, en caucho extraído de estas plantas en comparación con el derivado de Hevea, de numerosos contaminantes proteicos responsables de las alergias al látex de tipo I (o mediadas por IgE).

Por estas razones, en los últimos años se han realizado numerosos estudios con el fin de desarrollar métodos y tecnologías para extraer caucho natural de plantas que no son Hevea, por ejemplo de plantas de guayule o de tipo guayule.

Es importante señalar que, mientras que el caucho natural de Hevea brasiliensis se obtiene recolectando el látex presente en los conductos de látex a lo largo de la corteza haciendo incisiones corticales en dichos canales, el caucho natural de la planta de guayule se acumula dentro de las células vegetales (tallo, hojas y raíces) y se puede obtener triturando el material vegetal y recolectando los componentes celulares con métodos físicos y/o químicos.

Los procesos de la técnica anterior prevén la extracción del caucho de las plantas de guayule moliendo las plantas y extrayendo el caucho mismo con agua o disolventes orgánicos.

Por ejemplo, la patente internacional WO 2014/047176 describe un método para extraer caucho de guayule que contempla un tratamiento "post-recolección" (o "preextracción") que comprende el secado parcial del material vegetal. De hecho, el documento WO 2014/047176 demuestra que cuando el caucho de guayule se extrae de material vegetal que contiene niveles de humedad residual por debajo de los valores determinados, se caracteriza por un peso molecular significativamente menor y, por lo tanto, es de menor calidad. La eficacia de extracción también desciende en relación con la reducción del nivel de humedad residual. La extracción descrita en la solicitud mencionada se realiza con mezclas de disolventes orgánicos apolares y polares (por ejemplo, pentano/acetona).

De hecho, la mayoría de los procesos descritos en la técnica anterior, desde el punto de vista de solo recuperar el caucho, contemplan la extracción en una sola etapa de todos los componentes principales que se pueden obtener de la planta de guayule.

Sin embargo, con el fin de cumplir con los estándares de calidad (por ejemplo, los estándares definidos por ASTM International), el caucho natural debe ser sustancialmente puro, es decir, libre de otros compuestos extraíbles de material vegetal y de otros contaminantes. Por este motivo, se han desarrollado métodos que comprenden etapas de remoción de los compuestos antes mencionados extraíbles de la planta de guayule, particularmente resina.

La solicitud de patente internacional WO 2013/134430 describe un proceso para extraer caucho natural de plantas que no son Hevea, que contempla recolectar las plantas de guayule, eliminar la mayor parte del aparato foliar y secado parcial del material vegetal.

Después de triturar y moler, el material vegetal se pone en suspensión en presencia de un disolvente orgánico polar (por ejemplo, acetona) y un disolvente orgánico apolar (por ejemplo, hexano). Después de separar el bagazo de la suspensión, se obtiene una suspensión o miscela, que contiene caucho y resina. Se añade más disolvente orgánico polar a esta miscela para provocar la coagulación del caucho en partículas, que están separadas por sedimentación. El documento WO 2013/134430 no describe la recuperación de la resina residual de la miscela de la que se aisló el caucho de alto peso molecular, ya que el interés principal está dirigido a la eliminación de contaminantes de la suspensión que contiene el caucho.

La patente US 4.681.929 describe un proceso para preparar caucho a partir de guayule, hecho en una sola etapa, en la que el material vegetal se somete a extracción con disolventes orgánicos polares (por ejemplo, metanol) y apolares (por ejemplo, hexano), obteniendo así una miscela que contiene tanto caucho como resina. En un aspecto preferido de la invención, el proceso contempla una primera extracción de la resina con disolvente orgánico polar y una segunda extracción del caucho utilizando disolvente orgánico apolar. Una particularidad del proceso descrito en el documento US 4.681.929 consiste en el uso de la miscela misma como agente de extracción, añadido al disolvente nuevo en un porcentaje de hasta el 90 %, reduciendo así la cantidad de disolvente necesaria para la extracción.

Adicionalmente, la solución que contiene resina y/o caucho, se separa del bagazo por prensado en lugar de por sedimentación o drenaje por gravedad. De esta manera, los volúmenes de bagazo a enjuagar son particularmente reducidos, permitiendo limitar aún más el uso de solvente orgánico. Sin embargo, de nuevo en este caso, la resina se considera que es un contaminante del caucho que debe retirarse y eliminarse.

Sin embargo, durante algún tiempo, la resina de guayule, producida por la planta en cantidades comparables, si no mayores, que el caucho, se ha utilizado para diversos fines, incluidos, a modo de ejemplo, la fabricación de adhesivos y la producción de paneles de madera resistentes al ataque de plagas. Por este motivo, en algunos procesos descritos en la técnica anterior, también se le da importancia a la extracción de este componente.

Por ejemplo, la patente US 4.435.337 describe un proceso para extraer caucho, resina, compuestos solubles en agua y bagazo que se inspira en el proceso "histórico" de extracción del caucho del guayule, llamado el "proceso de Saltillo" (descrito en el volumen "Guayule: An Alternative Source of Natural Rubber", 1977, National Academy of Sciences). El proceso descrito en el documento US 4.435.337 comprende una etapa preliminar de secar parcialmente el material vegetal, extrayendo después la resina con acetona anhidra y una etapa de recuperación del caucho, los compuestos solubles en agua y el bagazo mediante la flotación del material gomoso, la última etapa en analogía con el antiguo proceso de Saltillo. El documento US 4.435.337 destaca el hecho de que la extracción de la resina es mucho más eficaz cuanto más contiene el disolvente de extracción cantidades reducidas de agua. También se observa que, inesperadamente, para extraer la propia resina del material vegetal, es más ventajoso utilizar la miscela que contiene resina concentrada que utilizar un disolvente nuevo.

La solicitud de patente US2014/0288255 describe un proceso para separar caucho, resina y bagazo, que comprende una primera etapa de homogeneización del material vegetal en presencia de un medio capaz de solubilizar la resina, que luego se separa del bagazo; una segunda etapa de homogeneización del bagazo en presencia de un solvente capaz de solubilizar el caucho que luego se separa del bagazo; una etapa final de secado del caucho y el bagazo que puede comprender, por ejemplo, la evaporación del disolvente en evaporadores de película limpia y la extrusión del caucho. El documento u S2014/0288255 describe además un proceso en el que el material vegetal se homogeneiza en presencia de un "disolvente de molienda" capaz de solubilizar el caucho y la resina, que se separan entre sí en una etapa de purificación posterior utilizando un disolvente de fraccionamiento.

Es importante señalar que, si bien el documento US2014/0288255 enfatiza la importancia del momento correcto de recolección de la planta, por cobertura o poda, no proporciona ninguna información sobre la utilidad de cualquier secado de las plantas después de la recolección.

De nuevo, el proceso descrito en la patente europea EP 0164 137 no proporciona una etapa de secado del material vegetal. Por el contrario, el documento EP 0 i 64 137 subraya la importancia de procesar las plantas de guayule inmediatamente después de la recolección. De acuerdo con el proceso del documento EP 0 164 137, toda la planta de guayule se somete a extracción mediante percolación en contragravedad con disolventes orgánicos (por ejemplo, hexano o la miscela obtenida de la extracción antes mencionada) capaces de solubilizar tanto la resina como el caucho. En una segunda etapa, se añade un no disolvente del caucho (por ejemplo, acetona) a la miscela obtenida de la extracción, lo que provoca la precipitación de esta última. El caucho desresinado se recupera luego en forma relativamente pura mediante lavado y reprecipitación seguido de filtración y/o centrifugación.

El Solicitante ha identificado al menos tres inconvenientes en los procesos de la técnica anterior:

1. Los procesos que contemplan la extracción de caucho y resina en una sola etapa no permiten que la resina, que, tal como se ha descrito anteriormente, tiene un valor comercial intrínseco, se recupere cuantitativamente; 2. Los procesos que contemplan la extracción de caucho y resina en una sola etapa y la posterior separación de la resina, permiten la obtención de caucho que, sin embargo, requiere de más etapas de purificación para cumplir con los estándares de calidad que demanda el mercado;

3. El bagazo obtenido tras la extracción en una sola etapa, si se realiza con disolventes orgánicos o con agua, todavía puede contener cantidades significativas de caucho y resina y, por lo tanto, puede considerarse inadecuado para usos diferentes a los de su explotación como combustible (por ejemplo, en la agricultura o en la alimentación animal).

Por lo tanto, el solicitante se propuso resolver el problema de identificar un nuevo proceso para preparar caucho, resina y bagazo a partir de plantas de guayule, para obtener los componentes mencionados con mejores rendimientos y características cualitativas de los productos, con respecto a los procesos de la técnica anterior.

Por tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para la extracción de resina y caucho de plantas de guayule caracterizado por medidas encaminadas a obtener el máximo rendimiento de extracción, que está sustancialmente libre de los inconvenientes de la técnica anterior destacados anteriormente.

Para los fines de la presente descripción y de las siguientes reivindicaciones, las definiciones de los intervalos numéricos siempre incluyen los extremos a menos que se especifique lo contrario.

Para los fines de la presente descripción y de las siguientes reivindicaciones, a menos que se especifique lo contrario, todas las proporciones y porcentajes están en peso.

En la descripción de las realizaciones de la presente invención, el uso de los términos "que comprende" y "que contiene" indica que las opciones descritas, por ejemplo, con respecto a las etapas de un método o de un proceso o los componentes de un producto o de un dispositivo, no son necesariamente exhaustivas. Sin embargo, es importante señalar que la presente solicitud también se refiere a realizaciones en las que el término "que comprende" en relación con las opciones descritas, por ejemplo, con respecto a las etapas de un método o de un proceso o Ios componentes de un producto o de un dispositivo, debe interpretarse como "que consiste esencialmente en" o "que consiste en", incluso si esto no se indica explícitamente.

En la presente descripción y en las siguientes reivindicaciones, planta de guayule generalmente significa tanto la especie Parthenium argentatum como plantas de tipo guayule de las especies enumeradas anteriormente.

Para el fin de la presente invención, la expresión "material vegetal" significa cualquier forma (por ejemplo, la planta completa, partes de la planta, incluidas las raíces, ramas y/o tallo, hojas, cualquier corteza, fragmentos de planta obtenidos por picado, molienda, etc., briquetas y gránulos obtenidos compactando fragmentos de plantas) en Ios que la planta de guayule se utiliza para extraer, mediante métodos químicos y/o físicos, el caucho, la resina y otros componentes presentes en la propia planta.

El término "bagazo" significa la porción residual de material vegetal que se obtiene de Ios procesos de extracción. El bagazo también puede incluir algunas cantidades de material no vegetal (por ejemplo, tierra, arena, etc.) típicamente asociados con las raíces de las plantas y derivados de la tierra de cultivo.

Para el fin de la presente invención, el término "miscela" significa una solución, una suspensión o una emulsión que comprende caucho y/o resina, agua y/o disolventes orgánicos en Ios que se realiza el proceso de extracción, obtenido después de la separación del bagazo.

Para Ios fines de la invención, el término "materia volátil" se refiere a compuestos diferentes del caucho que pueden estar contenidos en una muestra de caucho en estado sólido, pero que pasan a la fase de vapor y pueden separarse de dicha muestra a temperaturas superiores o iguales a 100 °C.

La determinación de la materia volátil presente en una muestra de caucho en estado sólido se puede realizar, por ejemplo, mediante la prueba estándar ASTM D1278-91 (1997), conocida por un experto en la materia.

La determinación de compuestos orgánicos volátiles o "VOC" (por ejemplo, el disolvente orgánico apolar presente en una muestra de caucho en estado sólido) y su concentración residual también se realiza mediante cromatografía de gases con detector de ionización de llama, utilizando una solución estándar de Ios VOC antes mencionados a una concentración conocida.

Otras características y ventajas de la presente invención quedarán claras a partir de la siguiente descripción detallada y con referencia a las figuras adjuntas, que pretenden ilustrar las características generales del método, la estructura y/o Ios materiales usados en las realizaciones de la invención y para completar la descripción escrita a continuación.

En particular, la Figura 1 es un diagrama de bloques completo de una realización del método según la presente invención, que comienza a partir de plantas enteras de guayule.

La Figura 2 es un diagrama de bloques que representa una parte del proceso según una realización alternativa de la presente invención, en donde las etapas de defoliación ("b") y conservación ("c") están en orden inverso. Para mayor claridad, la numeración de las etapas no se ha modificado. En dicha figura, las etapas "b" y "c" están representadas en recuadros en negrita.

La Figura 3 muestra la distribución de los pesos moleculares (PM) del caucho natural obtenido con el proceso de acuerdo con la invención, determinado mediante cromatografía de permeación en gel (CPG), realizado convenientemente de acuerdo con el método estándar ISO 11344:2004, IDT ("Rubber, raw, synthetic - Determination of the molecular-mass distribution of solution polymers by gel permeation chromatography"), utilizando poliestireno como estándar. Dicho método se conoce por un experto en la materia.

Es importante señalar que las cifras mencionadas anteriormente pretenden ilustrar las características generales del método, la estructura y/o los materiales usados en algunas realizaciones de la invención y para completar la descripción escrita a continuación.

Sin embargo, estas figuras no están dibujadas a escala y pueden no reflejar con precisión las características estructurales precisas o el rendimiento de una realización dada y, como tales, no deben interpretarse como que definen o limitan un intervalo de valores o propiedades de dicha realización. El uso de números de referencia similares o idénticos en las figuras pretende indicar la presencia de uno o más elementos o una o más funciones similares o idénticas.

La presente invención se refiere a un proceso de extracción de resina y caucho de plantas de guayule, que comprende:

a. recolectar de plantas de guayule;

b. defoliar dichas plantas;

c. ya sea antes o después de la etapa de defoliación "b", preservar las plantas de guayule o las plantas defoliadas en ambientes a temperatura y humedad relativa controladas, durante un tiempo comprendido entre 7 y 21 días, de modo que la humedad residual contenida en la planta se mantenga en el intervalo del 30-45%;

comprendiendo el proceso además en secuencia, después de dicha etapa "b" tras dicha etapa "c", o después de dicha etapa "c" tras dicha etapa "b", las etapas de:

d. moler dichas plantas defoliadas para obtener un material vegetal que comprende fragmentos de plantas con tamaños medios entre 0,5 y 10 mm;

e. dispersar dicho material vegetal en un sistema de disolvente polar, que comprende al menos un disolvente orgánico polar y un sistema estabilizador, para obtener una suspensión;

f. someter la suspensión obtenida de la etapa "e" a filtración/prensado para separar una primera miscela que comprende dicha resina de un primer bagazo;

g. retirar el al menos un disolvente orgánico polar de dicha primera miscela para obtener la resina concentrada; h. retirar el al menos un disolvente orgánico polar del primer bagazo obtenido en la etapa "f";

i. dispersar dicho primer bagazo desolventizado obtenido en la etapa "h" en un sistema disolvente apolar, que comprende al menos un disolvente orgánico apolar y un sistema estabilizador, para obtener una suspensión; j. someter dicha suspensión obtenida en la etapa "i" a filtración/prensado para separar una segunda miscela que comprende dicho caucho de un segundo bagazo;

k. retirar el al menos un disolvente orgánico apolar de dicha segunda miscela para obtener caucho en estado sólido;

l. retirar el al menos un disolvente orgánico apolar del segundo bagazo obtenido en la etapa "j".

Preferentemente, las etapas del proceso mencionado anteriormente se pueden realizar en secuencia de "a" a "I". Tal como se describe mejor a continuación, en algunas realizaciones de la invención, algunas de las etapas mencionadas anteriormente se pueden realizar en orden inverso con respecto a la lista anterior, sin cambiar el principio general de la invención.

Con respecto a los procesos de la técnica anterior, el proceso de acuerdo con la presente invención contempla la extracción separada de la resina y el caucho de plantas de guayule, evitando el contacto entre los dos disolventes orgánicos diferentes. De esta manera, es posible reciclar y reutilizar los propios disolventes orgánicos, después de cada proceso de extracción, sin proporcionar etapas complejas de separación de mezclas de disolventes.

Adicionalmente, la extracción del caucho mediante el uso de disolventes orgánicos en lugar de agua tiene la ventaja de no requerir el uso de grandes cantidades de agua, al ser necesariamente sometido a un proceso de purificación previo a su eliminación. Por el contrario, el uso de disolventes orgánicos permite reutilizar dichos disolventes después de cada etapa de extracción en un sistema de reciclaje cerrado.

Se sabe que la acumulación de caucho en las diferentes partes de las plantas de guayule depende de diferentes factores, como la edad de la planta, la Intensidad de la luz ambiental, la disponibilidad de agua, la temperatura y la temporada. Por ejemplo, en sus lugares de origen la planta de guayule acumula caucho en los meses de invierno, mientras que en verano se favorece la producción de resina (S. Macrae, M.G. Gilliland, J. Van Staden en "Rubber production in guayule: determination of rubber producing potential" (1986) Plant Physiol. vol. 81, pág. 1027-1032).

Preferentemente, la recolección de las plantas de guayule según la invención se realiza al reanudarse el período vegetativo de dichas plantas. Normalmente, este período comprende la primavera y el comienzo del verano.

En una realización preferida de la presente invención, las plantas de guayule enteras se recolectan en el campo cortando el cuello del tallo (si se prevé el rebrote), o desarraigando (si la planta no tiene un desarrollo arbustivo o no se elige rebrote) (Figura 1, recuadro 10).

Durante la recolección, las plantas pueden recolectarse manualmente o con maquinaria de recolección, preferentemente con un tamaño mayor o igual a 8 cm y menor o igual a 20 cm, con el fin de facilitar las posteriores operaciones de almacenamiento y conservación.

Preferentemente, el tamaño puede estar comprendido entre 8 y 15 cm e incluso más preferentemente el tamaño está comprendido entre 10 y 12 cm.

Para los fines de la presente invención, en las etapas posteriores a la recolección y, a menos que se especifique lo contrario, "planta" significa tanto la planta completa como los fragmentos de planta en el tamaño de la recolección.

Después de la recolección, las plantas pueden estar parcial o totalmente defoliadas (20).

La defoliación se puede realizar manual o mecánicamente a través de cuchillas, rodillos o máquinas defoliadoras neumáticas. En este caso, la separación de las hojas de los tallos se produce gracias a vibraciones y corrientes de aire que aprovechan la menor densidad de las hojas con respecto a las ramas.

Preferentemente, al menos el 50 % de las hojas se eliminan de dichas plantas durante la etapa "b" del proceso antes mencionado, más preferentemente, al menos el 90 % de las hojas se eliminan de las plantas.

Después de esto, las plantas defoliadas podrán someterse a un tratamiento de conservación.

El solicitante ha descubierto que, inesperadamente, sometiendo las plantas de guayule después de la recolección y defoliación, a un adecuado tratamiento de conservación y secado parcial, en un ambiente con temperatura y humedad relativa controladas (30), es posible extraer altos rendimientos de un caucho caracterizado por una masa molecular promedio ponderal elevada.

Sin querer referirse a ninguna teoría en particular, el metabolismo de la planta puede continuar por un corto período de tiempo incluso después del corte y en condiciones especiales de temperatura y humedad se observa que la masa molecular promedio en peso del elastómero contenido en la planta continúa aumentando, hasta que sea incluso tres veces el valor inicial. Adicionalmente, el caucho extraído después de la etapa de conservación de acuerdo con la invención muestra un índice de polidispersión reducido y una distribución de las masas moleculares promedio en peso de dicho elastómero dentro de un intervalo muy estrecho, una característica que contribuye a definir la calidad general del polímero natural.

Tal como se sabe, el índice de polidispersión, o simplemente "dispersión", está representado por la relación entre la masa molecular promedio en peso y la masa molecular promedio en número (Recomendación IUPAC "Dispersity in polymer Science" (2009), Pure Appl. Chem. vol. 81 pág. 351-353).

Para los fines de la presente invención, un ambiente con temperatura y humedad relativa controladas significa un lugar donde la temperatura y la humedad relativa del aire se controlan y modifican en función de requisitos específicos.

La humedad relativa (HR) está representada por la proporción porcentual entre la cantidad de vapor contenida en un volumen de aire y la cantidad máxima (es decir, en saturación) que el mismo volumen de aire puede contener en las mismas condiciones de temperatura y presión.

En cambio, la humedad residual significa el porcentaje de agua contenida en una muestra de material. Se calcula como una diferencia restando de 100 la cantidad de sustancia seca determinada pesando la muestra después de secarla a una presión y temperatura constantes de 90 °C durante al menos 24 horas.

En un aspecto preferido de la invención, la etapa "c" del proceso mencionado anteriormente se puede realizar en un ambiente en el que la temperatura se mantenga constantemente entre 15 y 40 °C.

En otro aspecto preferido, dicha etapa "c" se puede realizar en un entorno en el que la temperatura se mantenga entre 20 y 300C.

En otro aspecto preferido, dicha etapa "c" del proceso de acuerdo con la invención se puede realizar en un entorno en el que la humedad relativa se mantenga de manera constante entre el 80 % y el 95 %.

En otro aspecto preferido, dicha etapa "c" se puede realizar en un entorno en el que la humedad relativa se mantenga entre el 80 % y el 90 %.

En un aspecto preferido de la invención, la etapa "c" del proceso mencionado anteriormente se puede realizar durante un tiempo comprendido entre 10 y 15 días. Un experto en la materia puede determinar, en función de la humedad contenida en las plantas recién cortadas, y en función de las condiciones de humedad relativa y temperatura del entorno en el que se realiza la conservación de las plantas, la duración de la etapa "c" dentro del alcance del intervalo preferido, de modo que la humedad residual de las plantas se mantenga dentro del intervalo del 30 % - 45 %.

En un aspecto preferente, al final de la etapa "c" del proceso mencionado anteriormente, la humedad residual de las plantas cortadas puede estar comprendida entre el 35 % y el 40 %.

En una realización de la invención, representada en la Figura 2, la etapa de conservación "c" puede preceder a la etapa de defoliación "b". En este caso, la conservación se puede realizar en plantas de guayule sin defoliar.

La molienda de las plantas (o de partes de las plantas) que tiene lugar en la etapa "d" se puede realizar con cualquier método y equipo útil para el propósito (40). Por ejemplo, se pueden utilizar máquinas de molienda tales como astilladoras, trituradoras, granuladores, molinos de cuchillas, molinos de martillos, molinos de rodillos lisos u ondulados, molinos de piedra y molinos de bolas. Preferiblemente, dicha etapa "d" se puede realizar usando uno o más molinos de martillos. En un aspecto preferido de la invención, dicha etapa "d" se puede realizar usando en secuencia uno o más molinos de martillos y uno o más molinos de rodillos ondulados.

En un aspecto preferente, dicha etapa "d" se puede realizar usando en secuencia uno o más molinos de martillos y uno o más molinos de rodillos lisos.

En un aspecto preferente, los fragmentos de material vegetal obtenidos mediante la etapa de molienda "d" pueden tener un tamaño medio comprendido entre 0,5 y 7,5 mm. En otro aspecto preferido, dichos fragmentos tienen un tamaño medio comprendido entre 1 y 2 mm.

El material vegetal obtenido a través de la etapa de molienda se puede sumergir con bastante rapidez en un sistema de disolvente polar (50) que comprende al menos un disolvente orgánico polar y un sistema estabilizador.

En esta etapa "e" la resina se extrae por el sistema de disolvente polar.

El volumen de disolvente orgánico polar a utilizar se calcula basándose en el peso del material vegetal. En un aspecto preferente, la proporción entre el volumen del sistema de disolvente polar y el peso del material vegetal puede estar comprendida entre 1 y 7, y preferentemente está comprendida entre 2 y 5.

Preferentemente, el sistema de disolvente polar usado en la etapa "e" puede comprender al menos un disolvente orgánico polar seleccionado de un alcohol que tiene de 1 a 8 átomos de carbono (por ejemplo, etanol, isopropanol), éteres o ésteres que tienen de 2 a 8 átomos de carbono (por ejemplo, acetato de etilo), éteres cíclicos que tienen de 4 a 8 átomos de carbono, cetonas que tienen de 3 a 8 átomos de carbono (por ejemplo, acetona, metiletilcetona) o mezclas de los mismos.

En un aspecto preferente, el disolvente orgánico polar se puede seleccionar entre etanol y acetona.

En un aspecto preferido, dicho disolvente orgánico polar es etanol.

El sistema estabilizador presente en el sistema de disolvente polar puede comprender al menos un antioxidante. Como antioxidantes, se pueden utilizar ventajosamente derivados de hidroquinona, compuestos derivados de fenol sustituido con grupos estéricamente voluminosos o p-fenilendiamina con grupos estéricamente impedidos o mezclas de los mismos. En un aspecto preferente, el sistema de disolvente polar puede comprender un antioxidante seleccionado de mezclas acuosas que comprenden 2,5-di[ferc-amil]hidroquinona (número CAS 79-74-3) y sal sódica del ácido alquilnaftalensulfónico polimerizado (números CAS 9084-06-4/36290-04-7), mezclas acuosas con productos de reacción de p-cresol, diciclopentadieno e isobutileno (número CAS 68610-51-5) y sal sódica del ácido alquilnaftalensulfónico polimerizado (números CAS 9084-06-4/36290-04-7), 4-[[4,6-Bis(octiltio)-1,3,5-triazin-2-il]-amino]-2,6-di-ferc-butilfenol (número CAS 991-84-4), N-1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (número CAS 793 24-8), o mezclas de N-1,3-d¡met¡lbut¡l-N'-fen¡l-p-fen¡lenod¡am¡na (número CAS 793-24-8) y N-1,4-d¡met¡lpent¡l-N'-fen¡lp-fenilenodiamina (número CAS 3081-01-4) o mezclas de los mismos. Preferentemente, el sistema de disolvente polar comprende el antioxidante 4-[[4,6-B¡s (octiltio)-l ,3,5-tr¡az¡n-2-il]-am¡no]-2,6-d¡-íerc-but¡lfenol.

En un aspecto preferente, el sistema de disolvente polar puede ponerse en contacto con el material vegetal en una o más etapas en contracorriente, con o sin agitación, durante un tiempo comprendido entre 0,1 y 5 horas, a una temperatura entre 25 °C y el punto de ebullición del disolvente orgánico polar utilizado.

En un aspecto preferente, dicha etapa "e" se lleva a cabo durante un tiempo comprendido entre 0,5 y 2,5 horas. En un aspecto preferente, dicha etapa "e" se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 35 °C y 50 °C. En un aspecto preferido, el sistema de disolvente polar y el material vegetal se pueden poner en contacto entre sí durante un tiempo comprendido entre 0,5 y 2,5 horas, a una temperatura comprendida entre 35 y 50 °C.

Al final, la suspensión de dicho material vegetal en el sistema de disolvente polar se somete a filtración/prensado (etapa "f", 60), con el fin de separar entre sí una suspensión/emulsión líquida (denominada "miscela") enriquecida en resina y una porción sólida definida como "primer bagazo".

La etapa "f" del proceso de acuerdo con la invención se puede realizar con filtros de prensa, filtros de vacío, prensas de tornillo, prensas rotativas, prensas de barrena, prensas de membrana o con cualquier otro sistema mecánico adecuado para separar una fase líquida de una fase sólida.

En un aspecto preferente, la filtración/prensado se puede realizar a una temperatura comprendida entre 25 °C y 50 °C para favorecer la separación de la miscela enriquecida en resina del bagazo que contiene el caucho.

Es importante señalar que parte del caucho presente en el material vegetal (particularmente el llamado caucho de "bajo peso molecular", es decir, caracterizado por una masa molecular promedio en peso de menos de 2,104 g/mol) tiende a solubilizarse mediante el sistema de disolvente polar real utilizado para extraer la resina.

En un aspecto preferente, dicha filtración/prensado de la etapa "f" del proceso se puede realizar a una temperatura comprendida entre 25 °C y 35 °C. En tales condiciones, el caucho de bajo peso molecular tiende a precipitar y por lo tanto se puede separar mediante filtración junto con el bagazo. Por lo tanto, la miscela obtenida contiene sustancialmente solo resina.

En un aspecto preferente, dicha filtración/prensado se puede realizar a una temperatura comprendida entre 35 °C y 50 °C. En tales condiciones, el caucho de bajo peso molecular tiende a permanecer en solución y por lo tanto la miscela obtenida después de la filtración/prensado, que es capaz de comprender dicho caucho de bajo peso molecular, según los usos, puede someterse o no a una etapa de separación adicional de la resina del caucho de bajo peso molecular mencionado anteriormente.

La miscela enriquecida en resina se trata adecuadamente (etapa "g", 70) para eliminar el disolvente orgánico polar, que se puede reciclar en la etapa "e" y recuperar la resina extraída de la planta en forma concentrada.

Dicho tratamiento se puede realizar por evaporación mediante calor indirecto y/o decapado con vapor directo y/o decapado con aire a presión atmosférica o al vacío.

Es importante destacar que junto con la resina extraída de la planta en la etapa "e", puede haber una cierta cantidad de agua presente en la miscela que, en la etapa "g" se debe separar del disolvente, mediante el tratamiento descrito anteriormente o por destilación, antes de reciclar el propio disolvente en la etapa de extracción "e".

La resina de guayule se puede utilizar en muchos campos de aplicación tal como se describe, por ejemplo, by F.S. Nakayama en "Guayule future development" (2005) Industrial Crops and Products, vol. 22, pág. 3-13.

La resina es rica en metabolitos secundarios que incluyen glicéridos de ácidos grasos, ceras y componentes de isopreno pertenecientes a la familia de los terpenos, de potencial interés para la industria de las esencias y para la producción de feromonas de insectos que, en algunos casos, han mostrado interesantes propiedades para el sector farmacológico y cosmético.

Adicionalmente, la fracción de resina se puede utilizar ventajosamente en el tratamiento de materiales de madera utilizados en la construcción para aumentar su resistencia a los agentes atmosféricos y al ataque de parásitos tales como, por ejemplo, hongos y termitas.

Del bagazo obtenido por la etapa de filtración/prensado "f", libre de resina, pero todavía contiene caucho, el disolvente orgánico polar residual se elimina por evaporación mediante calor indirecto y/o decapado con vapor directo y/o decapado con aire a presión atmosférica o al vacío (etapa "h", 80).

De esta forma se evita la mezcla entre el sistema de disolvente polar y el sistema de disolvente apolar que se utiliza en la etapa de extracción de caucho posterior.

El disolvente orgánico polar recuperado de la etapa de eliminación "h" (80) se combina con el mismo disolvente recuperado de la etapa de eliminación "g" (70) y reciclado en la etapa "e" (50), posiblemente después de la destilación para eliminar el contenido de agua residual.

El bagazo, libre de resina y solvente orgánico polar, luego se somete a una segunda etapa de extracción en la etapa "i", a través de la dispersión en un sistema de disolvente apolar (90) que comprende al menos un disolvente orgánico apolar y un sistema estabilizador. En esta etapa, se produce la extracción del caucho mediante el sistema de disolvente apolar.

El volumen de dicho sistema de disolvente apolar a utilizar se calcula basándose en el peso del primer bagazo. En un aspecto preferente, la proporción entre el volumen del sistema de disolvente apolar y el peso del primer bagazo puede estar comprendida entre 1,5 y 7, y preferentemente está comprendida entre 2 y 5.

El sistema de disolvente apolar usado en la etapa "i" puede comprender al menos un disolvente hidrocarbonado. Preferentemente, dicho al menos un disolvente se puede seleccionar entre alcanos lineales o ramificados que tienen de 4 a 9 átomos de carbono (por ejemplo, pentano, hexano, heptano), cicloalcanos y alquilcicloalcanos que tienen de 5 a 10 átomos de carbono (por ejemplo, ciclopentano, ciciohexano), hidrocarburos aromáticos que tienen de 6 a 10 átomos de carbono (por ejemplo, benceno, tolueno, xileno) o mezclas de los mismos.

En un aspecto preferente, el disolvente orgánico apolar es hexano.

En un aspecto preferente, el disolvente orgánico apolar es ciciohexano.

El sistema estabilizador presente en el sistema de disolvente apolar puede comprender al menos un antioxidante. Como antioxidantes, se pueden utilizar ventajosamente derivados de hidroquinona, compuestos derivados de fenol sustituido con grupos estéricamente voluminosos o p-fenilendiamina con grupos estéricamente impedidos o mezclas de los mismos. En un aspecto preferente, el sistema de disolvente apolar puede comprender un antioxidante seleccionado de mezclas acuosas que comprenden 2,5-di[ferc-amil]hidroquinona (número CAS 79-74-3) y sal sódica del ácido alquilnaftalensulfónico polimerizado (números CAS 9084-06-4/36290-04-7), mezclas acuosas con productos de reacción de p-cresol, diciclopentadieno e isobutileno (número CAS 68610-51-5) y sal sódica del ácido alquilnaftalensulfónico polimerizado (números CAS 9084-06-4/36290-04-7), 4-[[4,6-Bis(octiltio)-1,3,5-triazin-2-il]-amino]-2,6-di-ferc-butilfenol (número CAS 991-84-4), N-1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (número CAS 793­ 24-8), o mezclas de N-1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (número CAS 793-24-8) y N-1,4-dimetilpentil-N'-fenilp-fenilenodiamina (número CAS 3081-01-4) o mezclas de los mismos. Preferentemente, el sistema de disolvente polar comprende el antioxidante 4-[[4,6-Bís (octiltio)-l ,3,5-triazin-2-il]-amino]-2,6-di-íerc-butilfenol.

En un aspecto preferente, el sistema de disolvente apolar puede ponerse en contacto con el primer bagazo en una o más etapas en contracorriente, con o sin agitación, durante un tiempo comprendido entre 0,1 y 5 horas, a una temperatura entre 25 °C y el punto de ebullición del disolvente orgánico apolar utilizado.

En un aspecto preferente, dicha etapa "i" se realiza durante un tiempo comprendido entre 0,5 y 2,5 horas.

En un aspecto preferente, dicha etapa "i" se realiza a una temperatura comprendida entre 35 °C y 60 °C.

En un aspecto preferente, el sistema de disolvente apolar y el primer bagazo se ponen en contacto entre sí durante un tiempo comprendido entre 0,5 y 2,5 horas, a una temperatura comprendida entre 35 °C y 60 °C.

Al final, la suspensión de bagazo en disolvente orgánico apolar se somete a filtración/prensado (etapa "j", 100), con el fin de separar una segunda miscela enriquecida en caucho y un segundo bagazo sustancialmente exento de resina y caucho natural.

La filtración/prensado se puede realizar tal como se describió anteriormente con respecto a la etapa " f '. En la siguiente etapa "k", la segunda miscela que comprende el caucho natural se envía a la etapa de eliminación de disolvente apolar (110) mediante decapado y/o evaporación para la recuperación del caucho extraído de la planta.

En un aspecto preferente, la eliminación antes mencionada del disolvente orgánico apolar puede llevarse a cabo mediante decapado con vapor de agua, en presencia de un sistema de dispersión.

Para ese fin, la segunda miscela que comprende el caucho natural en solución, se puede alimentar a un reactor de decapado o máquina de decapado, que contiene agua e incluye un sistema de dispersión, en el que se transporta una corriente de vapor de agua, Parte del vapor de agua introducido en el sistema se condensa, proporcionando así el calor necesario para la evaporación del disolvente, De esta manera, se obtiene una suspensión de grumos de caucho natural en agua,

El sistema de dispersión promueve la estabilización de la suspensión, para promover su procesabilidad (por ejemplo, haciéndolo bombeable) y reduce la cohesión de los grumos mencionados anteriormente,

En un aspecto preferido de la invención, el sistema de dispersión puede comprender al menos una sal soluble en agua de un metal seleccionado de Al, Ca y Mg, y al menos un Tensioactivo soluble en agua perteneciente a la familia de los policarboxilatos, En un aspecto preferido de la presente invención, dicho tensioactivo puede ser la sal sódica del copolímero de anhídrido maleico y 2,4,4-trimetiM-penteno (CAS 37199-81-8). Dicho tensioactivo, caracterizado por una toxicidad extremadamente limitada, se vende en líquido, en forma miscible en agua, con el nombre Sopropon® T 36 de Rhone-Poulenc, Geropon® T/36 de Rhodia u Orotan® 731A ER de Rhom & Haas,

Preferentemente, el sistema de dispersión comprende cloruro de calcio y Orotan® 731A ER,

La eficacia de eliminación del disolvente orgánico apolar mediante la extracción con vapor de agua en presencia de un sistema de dispersión, tal como se ha descrito anteriormente, es particularmente alta, ya que el proceso de eliminación del disolvente del caucho tiene lugar simultáneamente a la formación de los grumos antes mencionados,

La suspensión de grumos de caucho en agua obtenida puede someterse posteriormente a la eliminación de la fase líquida (por ejemplo mediante filtración y/o exprimido de los grumos) y evaporación del agua,

El exprimido de los grumos y la evaporación final del agua residual se puede realizar en dos extrusoras separadas, La primera extrusora comprime los grumos de caucho, permitiendo que el agua se escape en la fase líquida, mientras que la segunda extrusora permite la evaporación del agua ya que, por disipación de energía mecánica o aplicación de calor, posiblemente en condiciones de vacío, aumenta la temperatura de la fase sólida, permitiendo, en zonas de desgasificación apropiadas, el paso del agua directamente a la forma de vapor,

Al finalizar el tratamiento antes mencionado, es posible obtener caucho con un contenido de materia volátil, principalmente agua, de menos del 0,75 % en peso, y preferentemente un contenido de materia volátil comprendido entre el 0,75 % y el 0,5 % en peso,

El contenido de materia volátil se puede determinar con el método analítico estándar ASTM D1278 - 91 (1977).

El contenido residual de disolventes orgánicos polares y apolares, utilizado en el proceso de acuerdo con la presente invención, dentro de los grumos, es en general menos de 4000 ppm, En un aspecto preferente, el contenido residual de dichos disolventes orgánicos en dicho caucho puede ser menor de 4000 ppm y mayor o igual a 50 ppm, Más preferentemente, el contenido de dichos disolventes orgánicos puede estar comprendido entre 2000 ppm y 75 ppm,

En otro aspecto preferido, el contenido de dichos disolventes orgánicos puede estar comprendido entre 1000 ppm y 100 ppm,

El contenido residual de disolventes orgánicos se puede determinar mediante cromatografía de gases cualitativa y cuantitativa en una columna de sílice fundida, utilizando helio como gas portador y con un detector de ionización de llama (FID). Para realizar el análisis, una muestra de caucho, pesada con una precisión de 0,1 mg, se disuelve en disulfuro de carbono que contiene una cantidad conocida de n-octano como patrón interno, Se inyecta 1 |jl de la solución obtenida en el cromatógrafo de gases, El instrumento se calibra inyectando 1 j l de una solución que contiene una cantidad conocida del disolvente orgánico a detectar (precisión de 0,o1 mg) en disulfuro de carbono que contiene n-octano como patrón interno, La cantidad mínima detectable usando el método descrito es 1 ppm,

Otra ventaja del tratamiento antes mencionado consiste en el hecho de que, una vez eliminado el disolvente, el caucho mantiene una excelente procesabilidad, por ejemplo, en los procesos de separación en tamices vibratorios, de presión, extrusión, etc,

El rendimiento de caucho extraído de plantas de guayule mediante la aplicación del proceso de acuerdo con la invención puede ser superior o igual al 8o % con respecto a la cantidad total de caucho presente en las plantas, La cantidad total de caucho antes mencionada se determina por espectroscopia 13C-RMN en estado sólido, tal como se describe por M, Geppi, F, Ciardelli, C,A. Veracini, C, Forte, G, Cecchin, P, Ferrari, en "Dynamics and morphology of polyolefinic elastomers by means of 13C and 1H solid-state n,m,r."(1997), Polymer, vol, 38, pág, 5713-5723.

En un aspecto preferente, el rendimiento de extracción de caucho antes mencionado puede estar comprendido entre el 80 y el 95 %.

El caucho así obtenido se caracteriza porque tiene un peso molecular medio comprendido entre 1106 y 2106 g/mol. El índice de polidispersión del caucho natural de guayule obtenido con el procedimiento según la invención está comprendido preferentemente entre 2 y 5, más preferentemente comprendido entre 2,5 y 3,5.

Por lo tanto, otro objeto de la presente invención es el caucho de guayule obtenido con el proceso de acuerdo con la invención, caracterizado por una masa molecular promedio en peso comprendida entre 1106 y 2106 g/mol, un contenido de materias volátiles inferior al 0,75 % en peso y un contenido residual de disolventes orgánicos inferior a 4000 ppm.

En un aspecto preferente, el contenido residual de dichos disolventes orgánicos en dicho caucho puede ser menor de 4000 ppm y mayor o igual a 50 ppm. Más preferentemente, el contenido de dichos disolventes orgánicos puede estar comprendido entre 2000 ppm y 75 ppm.

En otro aspecto preferido, el contenido de dichos disolventes orgánicos puede estar comprendido entre 1000 ppm y 100 ppm.

El caucho natural obtenido mediante el proceso de acuerdo con la presente invención se puede procesar para una variedad de usos comerciales diferentes. Las propiedades del caucho natural de guayule lo hacen especialmente adecuado para la producción de artículos de caucho natural con propiedades físicas similares o superiores a las del caucho natural de Hevea brasiliensis, especialmente indicado para aplicaciones en el sector de los artículos de puericultura, material deportivo y bienes de consumo para uso biomédico.

También el segundo bagazo obtenido en la etapa "j", libre de resina y caucho pero que todavía contiene el disolvente apolar residual, se somete a la eliminación de dicho disolvente (120) en la etapa "I" del proceso de acuerdo con la invención, mediante calor indirecto y/o decapado con vapor directo y/o decapado con aire a presión atmosférica o al vacío.

El bagazo recolectado al final del proceso se puede someter a procesos de hidrólisis y fermentación que permitan obtener un producto útil como pienso para animales. Resulta evidente que un uso similar requiere que el bagazo esté libre del caucho y la resina que contenía originalmente.

En otros casos, el bagazo se puede reutilizar en procesos secundarios para obtener, por ejemplo, bioadhesivos o bioplaguicidas, y como fuente de azúcares de segunda generación convertidos por fermentación en biocombustible y/o bioetanol.

El material leñoso derivado del bagazo se puede procesar posteriormente para obtener material de construcción, sedimentos y briquetas de combustible, o utilizados en la agricultura como abono o fertilizante.

El disolvente orgánico recuperado de la etapa de eliminación "I" (120) se combina con el mismo disolvente recuperado de la etapa de eliminación "k" (110), y se recicla en la etapa de extracción "i" (90).

Con el fin de poner en práctica la presente invención e ilustrarla con mayor claridad, a continuación se muestran algunos ejemplos no limitativos.

Sin embargo, debe entenderse que se pueden realizar cambios y variaciones adicionales en el proceso descrito e ilustrado en el presente documento que no se aparten del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Ejemplo 1 (Ensayo de extracción de resina y caucho de plantas de guayule con el proceso según la invención) Aproximadamente 20 plantas de guayule de los campos experimentales administrados por el solicitante en el sur de Italia se cortaron a unos 10 cm de altura sobre el suelo, obteniendo unos 15 kg de biomasa.

Las plantas se defoliaron y se mantuvieron en paletas en un ambiente cubierto y ventilado, en el que la temperatura y la humedad relativa se controlaron constantemente.

Después de 15 días de conservación en tal ambiente, se molieron 100 g de plantas defoliadas (con una humedad residual del 20 %) con un molino de martillos hasta obtener fragmentos menores de 2 mm.

El material vegetal se transfirió a un matraz de vidrio de 1 litro que contenía 500 ml de etanol puro (95 %) en el que se colocaron 0,2 g de Irganox® 565 (4-((4,6-bis (octiltio)-l,3,5-triazin-2-il)amino)-2,6-di-ferc-butilfenol) se disolvieron como antioxidante.

La suspensión así obtenida se mantuvo a 45 °C durante 1 hora en agitación constante (con un mezclador mecánico a 150 rpm), luego se sometió a filtración utilizando un filtro Gooch (porosidad de 10-15 |jm) para separar la miscela enriquecida en resina (impregnada) del bagazo que contiene el caucho. En el dispositivo de filtración también se sometió a prensado el mencionado bagazo, para favorecer la recuperación de la fracción de etanol que contiene la resina.

De la miscela, sometida a evaporación, se obtuvieron 5,5 g de resina, que representan un rendimiento de producto extraído del 94 % con respecto a la cantidad de resina contenida en la planta. La cantidad total de resina contenida en la planta defoliada y parcialmente seca se determinó mediante espectroscopia FT-IR.

El bagazo, obtenido tal como se describe anteriormente, se sometió a la eliminación del etanol residual mediante extracción al vacio. Posteriormente se pesó (75 g) y se transfirió a un matraz de vidrio de 1 litro que contenía 300 ml de hexano puro (95 %) en el que se colocaron 0,2 g de Irganox® 565 (4-((4,6-bis(octiltio)-1,3,5-triazin-2-il) amino)-2,6-di-ferc-butilfenol) se disolvieron como antioxidante.

La suspensión así obtenida se mantuvo a 55 °C durante 1 hora en agitación constante (con un mezclador mecánico a 150 rpm), luego se sometió a filtración a través de un lecho de celita (espesor 20 mm) para separar la miscela enriquecida en resina (impregnado) de un segundo bagazo libre de resina y caucho. En el dispositivo de filtración también se sometió a prensado el mencionado bagazo, para favorecer la recuperación de la fracción líquida que contiene el caucho en solución.

La miscela enriquecida en caucho se sometió luego a la evaporación del disolvente mediante decapado para recuperar el caucho.

Se obtuvieron 4,2 g de caucho, con un rendimiento de producto del 80 % con respecto a la cantidad total de caucho contenida en la planta defoliada y parcialmente seca determinada mediante espectroscopía 13C-RMN en estado sólido.

El caucho obtenido, analizado mediante cromatografía de permeación en gel utilizando poliestireno como estándar, se caracteriza por una masa molecular promedio en peso de 1,6106 g/mol (Figura 3). El caucho se caracteriza por un índice de polidispersión de 2,9, lo que testifica la alta calidad del caucho en sí.

Ejemplo comparativo 2 (Ensayo para la extracción de resina y caucho de plantas de guayule no sujetas a la etapa de conservación, según un proceso no conforme a la invención)

El proceso se realizó como en el ejemplo 1, con la diferencia que las plantas, después de la defoliación, se sometieron inmediatamente al proceso de extracción, sin la etapa de conservación en un ambiente de temperatura y humedad relativa controladas. El caucho se recuperó y analizó mediante cromatografía de permeación en gel utilizando poliestireno como estándar, se caracteriza por una masa molecular promedio en peso de 0,48106 g/mol que es un 70 % menor con respecto al caucho obtenido en el ejemplo 1 y una polidispersión de 3,8.

Ejemplo comparativo 3 (Ensayo para la extracción de caucho de plantas de guayule con un contenido de humedad residual inferior al 10 %, según un proceso no conforme a la invención)

El proceso se realizó como en el ejemplo 1, con la diferencia de que las plantas se mantuvieron en un ambiente de temperatura y humedad relativa controladas hasta alcanzar una humedad residual menor al 10 %.

El rendimiento de la resina extraída fue el mismo que el obtenido en la prueba del ejemplo 1, mientras que el rendimiento del caucho extraído pasó del 80 % al 90 %. Sin embargo, el caucho extraído, analizado mediante cromatografía de permeación en gel, se caracteriza por una masa molecular media en peso inferior en un 30 % con respecto al caucho obtenido en el ensayo del ejemplo 1.

Ejemplo comparativo 4 (Ensayo para la extracción de resina y caucho de plantas de guayule trituradas hasta un tamaño inferior a 1 cm)

El proceso se realizó como en el ejemplo 1, con la diferencia de que, después de la etapa de conservación, las plantas se sometieron a molienda hasta alcanzar un tamaño medio de 1 cm.

En este caso, el rendimiento de la resina extraída fue comparable al rendimiento obtenido en la prueba del ejemplo 1, mientras que el rendimiento del caucho extraído fue menor, disminuyendo del 80 % al 70 %.

Finalmente, sin embargo, debe entenderse que se pueden realizar cambios y variaciones adicionales en el proceso descrito e ilustrado en el presente documento que no se aparten del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (24)

REIVINDICACIONES

1. Proceso de extracción de resina y caucho de plantas de guayule, que comprende en secuencia las etapas de:

a. recolectar de plantas de guayule;

b. defoliar dichas plantas;

c. ya sea antes o después de la etapa de defoliación "b", preservar las plantas de guayule o las plantas defoliadas en ambientes a temperatura y humedad relativa controladas, durante un tiempo comprendido entre 7 y 21 días, de modo que la humedad residual contenida en la planta se mantenga en el intervalo del 30-45%;

d. moler dichas plantas defoliadas para obtener un material vegetal que comprende fragmentos de plantas con tamaños medios entre 0,5 y 10 mm;

e. dispersar dicho material vegetal en un sistema de disolvente polar, que comprende al menos un disolvente orgánico polar y un sistema estabilizador, para obtener una suspensión;

f. someter la suspensión obtenida de la etapa "e" a filtración/prensado para separar una primera miscela que comprende dicha resina de un primer bagazo;

g. retirar el al menos un disolvente orgánico polar de dicha primera miscela para obtener la resina concentrada; h. retirar el al menos un disolvente orgánico polar del primer bagazo obtenido en la etapa "f";

i. dispersar dicho primer bagazo desolventizado obtenido en la etapa "h" en un sistema disolvente apolar, que comprende al menos un disolvente orgánico apolar y un sistema estabilizador, para obtener una suspensión; J. someter dicha suspensión obtenida en la etapa "i" a filtración/prensado para separar una segunda miscela que comprende dicho caucho de un segundo bagazo;

k. retirar el al menos un disolvente orgánico apolar de dicha segunda miscela para obtener caucho en estado sólido;

l. retirar el al menos un disolvente orgánico apolar del segundo bagazo obtenido en la etapa "J".

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las etapas de dicho proceso se llevan a cabo en secuencia desde "a" hasta "I".

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la recolección de plantas de guayule se realiza al reanudarse el período vegetativo de dichas plantas.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde las plantas se recolectan con un tamaño mayor o igual a 8 cm y menor o igual a 20 cm.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la etapa "c" se realiza durante un tiempo comprendido entre 10 y 15 días, en un ambiente en el que la temperatura se mantenga constantemente entre 15 y 40 °C y/o en el que la humedad relativa se mantenga constantemente entre el 80 % y el 95 %.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 y cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde la etapa de conservación "c" precede a la etapa de defoliación "b".

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la etapa de molienda "d" se realiza utilizando uno o más molinos de martillos.

8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dicha etapa "d" se realiza usando en secuencia uno o más molinos de martillos y uno o más molinos de rodillos ondulados o uno o más molinos de rodillos lisos.

9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde los fragmentos de material vegetal obtenidos mediante la etapa de molienda "d" tienen un tamaño medio comprendido entre 0,5 y 7,5 mm.

10. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde en la etapa "e" de dicho proceso, la proporción entre el volumen del sistema de disolvente polar y el peso del material vegetal está entre 1 y 7, y preferentemente está comprendida entre 2 y 5.

11. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el sistema de disolvente polar usado en la etapa "e" comprende al menos un disolvente orgánico polar seleccionado de un alcohol que tiene de 1 a 8 átomos de carbono, éteres y ésteres que tienen de 2 a 8 átomos de carbono, éteres cíclicos que tienen de 4 a 8 átomos de carbono, cetonas que tienen de 3 a 8 átomos de carbono o mezclas de los mismos.

12. Proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en donde dicho disolvente orgánico polar se selecciona entre etanol y acetona.

13. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde dicho sistema de disolvente polar se pone en contacto con el material vegetal en una o más etapas en contracorriente, con o sin agitación, durante un tiempo comprendido entre 0,1 y 5 horas, a una temperatura entre 25 °C y el punto de ebullición del disolvente orgánico polar utilizado.

14. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde dicha filtración/prensado de la etapa "f" se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 25 °C y 50 °C.

15. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde en la etapa "i" de dicho proceso, la proporción entre el volumen del sistema de disolvente apolar y el peso del primer bagazo está entre 1,5 y 7 y preferentemente está comprendida entre 2 y 5.

16. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde el sistema de disolvente apolar utilizado en la etapa "i" comprende al menos un disolvente hidrocarbonado seleccionado entre alcanos lineales o ramificados que tienen de 4 a 9 átomos de carbono, cicloalcanos o alquilcicloalcanos que tienen de 5 a 10 átomos de carbono, hidrocarburos aromáticos que tienen de 6 a 10 átomos de carbono o mezclas de los mismos.

17. Proceso de acuerdo con la reivindicación 16, en donde dicho disolvente hidrocarbonado se selecciona entre hexano y ciciohexano.

18. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en donde dicho sistema de disolvente apolar se pone en contacto con el primer bagazo en una o más etapas en contracorriente, con o sin agitación, durante un tiempo comprendido entre 0,1 y 5 horas, a una temperatura entre 25 °C y el punto de ebullición del disolvente orgánico apolar utilizado.

19. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en donde la eliminación del disolvente orgánico apolar de la etapa "k" de la segunda mezcla que comprende el caucho natural se lleva a cabo mediante extracción con vapor de agua, en presencia de un sistema de dispersión.

20. Proceso de acuerdo con la reivindicación 19, en donde dicho sistema de dispersión comprende al menos una sal soluble en agua de un metal seleccionado de Al, Ca y Mg, y al menos un tensioactivo soluble en agua perteneciente a la familia de los policarboxilatos.

21. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en donde el rendimiento de caucho extraído de plantas de guayule es mayor o igual al 80 % con respecto a la cantidad total de caucho presente en las plantas.

22. Caucho de guayule obtenido con el proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado por una masa molecular promedio en peso comprendida entre 1106 y 2106 g/mol, un contenido de materias volátiles inferior al 0,75 % en peso y un contenido residual de disolventes orgánicos inferior a 4000 ppm.

23. Caucho de guayule según la reivindicación 22, en donde el contenido de dichos disolventes orgánicos es menor de 4000 ppm y mayor o igual a 50 ppm.

24. Caucho de guayule según la reivindicación 22 o 23, en donde el índice de polidispersión está comprendido entre 2 y 5, y preferentemente está comprendido entre 2,5 y 3,5.