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Depuración de COV (compuestos orgánicos volátiles)

depuracion de covLa depuración de COV originados en entornos industriales es de vital importancia, ya que los compuestos orgánicos volátiles son unos productos que pueden ser nocivos para la salud y producir importantes perjuicios a los recursos naturales. Con el fin de minimizar estos efectos, se publicó el Real Decreto 117/2003 sobre limitación de emisiones de compuestos orgánicos volátiles debidas al uso de disolventes en determinadas actividades, el cual aplica desde el 31 de octubre de 2007 a todas las industrias afectadas. Este Real Decreto marca para cada una de las actividades afectadas un umbral en el consumo de disolventes, así como unos límites de emisión de COV’s en los gases que salen por chimenea y en las emisiones difusas.

Para seleccionar la mejor tecnología para la depuración de COV hay que tener en cuenta el caudal, la concentración de COV’s, la temperatura y humedad del aire, los disolventes presentes, el límite de emisión permitido y la posible presencia de polvo y otros contaminantes. Por su parte, la empresa ha de valorar los recursos disponibles, la distribución temporal de las emisiones contaminantes así como la posibilidad de recuperar los disolventes y la energía térmica.

Las tecnologías de tratamiento se pueden dividir en dos grandes grupos: las destructivas y las no destructivas. Los tratamientos destructivos son aquellos en que los COV’s se transforman en otras sustancias mediante un procedimiento adecuado, mientras que los no destructivos consisten en la separación física o química de los COV’s del aire a tratar.

Tecnologías destructivas

En la oxidación térmica regenerativa (OTR),  igual que en las otras técnicas oxidativas, los COV’s se oxidan en una cámara de combustión con quemador y se transforman en CO2 y H2O. La OTR se caracteriza por la presencia de unas torres (normalmente 2 ó 3) rellenas de un material cerámico que retiene y cede el calor de combustión al aire tratado durante los sucesivos ciclos del proceso. Con estas torres se consigue una eficiencia de recuperación térmica superior al 95%. Es por tanto, una tecnología con un reducido consumo de combustible y si la concentración de los disolventes es superior a 1,5 – 2 g/Nm3 puede llegar a ser un proceso autotérmico con un consumo prácticamente nulo. La temperatura de trabajo se sitúa entre los 750 y los 1.250 ºC. A esta temperatura se pueden oxidar todas las sustancias orgánicas.

La oxidación térmica recuperativa es una tecnología más simple, con un coste de inversión menor pero unos mayores costes de gestión. Consiste en una cámara de combustión con un quemador y con un intercambiador de calor donde se calienta el aire de entrada y se enfría el aire depurado. Con esta técnica se puede conseguir una eficiencia de recuperación térmica del orden del 65%.

En la oxidación catalítica, la principal diferencia es que se consigue la combustión a temperaturas más bajas (200-400ºC) debido a la presencia de un catalizador en la cámara de combustión. Estos equipos son compactos, ocupan menos espacio y al trabajar a menor temperatura consumen menos combustible que la oxidación térmica recuperativa. Para aplicar esta tecnología hay que tener bien caracterizados todos los disolventes, pues puede haber algunos productos que envenenen el catalizador y obliguen a su sustitución.

Para todas las técnicas oxidativas hay que tener en cuenta, que en presencia de compuestos clorados y demás halogenados, éstos se transforman en productos del tipo HCl que no pueden ser emitidos a la atmósfera. Así, en presencia de halogenados es necesario poner a continuación, un scrubber para tratar las emisiones ácidas generadas.

En el caso de tener caudales de aire muy elevados (> 10.000 Nm3/h) con una concentración de COV’s muy baja (< 1g/Nm3), el combustible consumido con estas tecnologías es bastante elevado y con el fin de reducirlo es preciso poner como paso previo un rotoconcentrador, que consiste en una ‘rueda’ rellena de zeolitas, las cuales adsorben los COV’s del aire de entrada, teniendo en la salida un aire que ya está depurado. Una pequeña porción del aire depurado (entre una décima y una quinceava parte) se calienta a 200 ºC y se pasa a contracorriente para desadsorber los COV’s retenidos en las zeolitas. De esta forma, se obtiene un caudal de aire 10-15 veces inferior al inicial con una concentración 10-15 veces superior a la inicial. Este aire es el que se envía luego a la unidad de oxidación para ser depurado.

Para unos casos más puntuales, en los que se trabaja con concentraciones bajas y uniformes en el tiempo de disolventes biodegradables y solubles en agua, hay la posibilidad de usar la biofiltración en la que unos microorganismos se encargan de degradar la materia orgánica. La biofiltración, aunque se caracteriza por tener unos costes de gestión bajos, presenta también algunos inconvenientes debido a que los microorganismos necesitan unas condiciones estables de humedad, temperatura y alimentación, y en caso de que estas condiciones se vean repentinamente modificadas, supondrían un riesgo para el sustrato.

Tecnologías no destructivas

La tecnología más habitual en este grupo es la adsorción en carbón activo. En esta tecnología, se hace pasar el aire a tratar a través de un lecho con carbón activo que retiene los COV’s. El carbón activo se va cargando de COV’s y llega un momento en que se satura y pierde la capacidad adsorbente.

En este punto podemos desechar este carbón, gestionarlo como residuo y sustituirlo por uno nuevo, o bien regenerar el carbón con vapor o con un gas inerte (nitrógeno), lo cual permite recuperar los disolventes y reutilizarlos en el proceso productivo.

La condensación criogénica es un proceso que se basa en el enfriamiento a temperaturas extremadamente bajas del aire a tratar, mediante nitrógeno líquido u otro fluido criogénico. El aire contaminado se enfría progresivamente en los condensadores, por debajo de su punto de rocío, produciéndose la condensación de los COV’s y su separación de la fase gas.

La absorción física/química consiste en la retención de los contaminantes en una solución acuosa que fluye a contracorriente en el interior de unas torres de lavado.  A la solución acuosa de tratamiento se le puede añadir algún reactivo que reaccione con el contaminante para así favorecer su eliminación. Las torres de lavado deben ir acompañadas de un sistema para el tratamiento del agua que ha absorbido los contaminantes. En el caso de los COV’s, esta tecnología es aplicable en aquellos casos en que los productos sean solubles en agua (acetona, alcoholes, etc.).

La concentración al vacío, una nueva solución para la producción de sustancias y principios activos de origen natural.


aloe-vera
En los últimos años los productos que incluyen en su composición una dosis de aditivos naturales, de producción orgánica, han experimentado un importante crecimiento. Algunos ejemplos de este tipo de productos los encontramos en sectores como la cosmética y medicina natural (aloe vera), determinados preparados alimenticios (nutracéuticos), o los insecticidas biológicos.

Para la elaboración de estos productos se hace necesaria la obtención de un concentrado de extracto del aditivo natural que sea necesario en cada caso. Normalmente se trata de extractos naturales de origen botánico, como plantas, flores, frutas, hongos, raíces, etc.

Así pues, hay que llevar a cabo un proceso de separación y concentración de sustancias en mezclas de líquido y sólido, que permita obtener el concentrado de aditivo que posteriormente se incorporará al proceso de producción

A día de hoy, la concentración al vacío mediante el uso de evaporadores al vacío es el método más efectivo para garantizar un concentrado del fruto de alta calidad.

Este novedoso procedimiento permite simultanear, en una única etapa, los procesos de separación y concentración. De un lado se evapora el solvente o extractante, y por el otro se puede concentrar el principio activo hasta prácticamente sequedad.

Todo el proceso de separación y concentración se lleva a cabo a temperaturas bajas, entre 25º C y 30º C. Gracias a esto no se alteran ni desnaturalizan los principios activos del aditivo durante el proceso.

Además, los concentradores al vacío son equipos de alta eficiencia, tanto económica como medio ambiental, ya que permiten recuperar el solvente utilizado en el proceso para su posterior reutilización, no emiten vapores ni emisiones al medio ambiente, consumen una cantidad moderada de energía eléctrica (entre 150 y 250 w/litro evaporado), pueden trabajar de forma autónoma 24 h/día, y prácticamente no precisan de mantenimiento. Además, su vida útil puede superar los 20 años.

A continuación, os dejamos un artículo en el que podéis consultar todas las ventajas del concentrado al vacío, y otros procedimientos similares para la separación y concentración de sustancias en mezclas de líquido y sólido.

pdfadobeConcentración al vacío para extractos naturales

Compostaje de lodos de una EDAR urbana y una EDAR farmacéutica

compostajeEl compostaje es un sistema de transformación microbiológica aerobia controlada de la fracción orgánica de residuos de distinta naturaleza. Un amplio conjunto de microorganismos transforman los materiales orgánicos en un producto húmico que puede usarse como importante regenerador o enmendante orgánico de suelos, disminuyendo el volumen y contenido de estos residuos en patógenos, siempre que el proceso esté bien controlado.

En este nuevo post os presentamos un estudio llevado a cabo por la Universidad de Castilla La Mancha que tiene como objetivo conocer el comportamiento en el proceso de compostaje de los lodos de una Estación de Depuración de Aguas Residuales (EDAR) urbana y de una EDAR de la industria farmacéutica.

Por otra parte, el estudio también se pretende comprobar la viabilidad de la aplicación agrícola de compost como enmendante orgánico. Esto permitiría obtener un doble beneficio ya que a la vez que se obtiene un producto de calidad que aporta materia orgánica al suelo, se gestionan residuos de especial importancia por su gran producción y potencial contaminante.
pdfCompostaje de lodos

Tratamiento de emisiones de COV’s en la Industria Química y Farmacéutica

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El Real Decreto 117/2003 sobre limitación de emisiones de compuestos orgánicos volátiles debidas al uso de disolventes en determinadas actividades es la normativa más directamente relacionada con las emisiones de COV’S.

Este Real Decreto, que es la transposición de la Directiva Europea 1999/13/CE, señala las actividades industriales que quedan afectadas, y para cada una de ellas marca un umbral en el consumo de disolventes, así como unos límites de emisión de COV’s en los gases que salen por chimenea y en las emisiones difusas. Los sectores de actividad afectados son muy variados y entre ellos, dos de los que destaca más por su amplio rango de afectación, son las actividades relacionadas con la industria química y farmacéutica, dos sectores que deben prestar atención especial a la depuración de emisiones con COV.

En los procesos de fabricación de los productos vinculados a estos sectores es muy habitual el uso de disolventes, entre los cuales podemos destacar los hidrocarburos alifáticos derivados del petróleo, xileno, tolueno, alcohol isopropílico, metanol, etanol, cetonas, benceno y diclorometano.

En el Anexo II del R.D. 117/2003 se marcan los límites de emisión de gases residuales para las distintas actividades afectadas. Estos límites son muy distintos según el tipo de industria y los disolventes consumidos.

Para el cumplimiento del Real Decreto, una de las primeras alternativas que se plantean las industrias es la substitución de los productos utilizados por productos similares que estén exentos de disolventes. Un inconveniente que presenta la sustitución de productos, es que a menudo exige la compra de maquinaria nueva y cambios en el proceso productivo. Además, a veces, y sobretodo en el sector químico-farmacéutico, no es posible hacer estos cambios, pues hay muchos compuestos que son insustituibles en el proceso de producción.

Cuando la alternativa por la que se opta, es reducir  la concentración de COV’s en las emisiones de gases residuales que salen por chimenea, hay diversas tecnologías para el tratamiento de aire que se pueden aplicar:

Oxidación térmica regenerativa
Oxidación térmica recuperativa
Oxidación catalítica
Adsorción en carbón activo
Rotoconcentración con zeolitas

Para seleccionar la más adecuada hay que analizar detalladamente en cada caso las características del aire a tratar y la capacidad tecnológica de la industria afectada.

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