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Category : Alimentación

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Tratamiento de vinazas mediante evaporación al vacío o biometanización

Es bien conocido que durante la producción de licor se lleva a cabo un proceso de  fermentación seguido por una destilación, en la cual el alcohol es separado del resto de la mezcla. Cuando, por ejemplo, se destila mosto fermentado de melazas para obtener alcohol etílico, se obtiene un residuo líquido de color oscuro llamado vinaza.

Así pues, las vinazas son el residuo de los procesos de destilación que llevan a cabo los productores de bebidas alcohólicas. Estos resiudos acostumbran a ser aprovechados a las alcoholeras, que acumulan los residuos de numerosos fabricantes para producir alcohol para uso industrial.

La cantidad de vinaza que se obtiene  por parte del productor de bebidas alcohólicas es del orden de 12 a 13 veces la cantidad de alcohol producido, lo cual implica que se genera un alto volumen de residuos. Esta vinaza contiene una relación promedio de 90% de agua y  10% de sólidos.

En cuanto a la composición de las aguas de vinaza, cabe destacar que contienen sustancias no biodegradables o muy difíciles de someter a un tratamiento físico-químico, debido a su elevada carga orgánica, salinidad y la presencia de sólidos en suspensión, por lo cual los métodos tradicionales no resultan suficientemente eficientes para obtener un efluente que pueda ser vertido o reutilizado, ni para destilar el alcohol que se encuentra en las vinazas.

Una de las mejores alternativas para su tratamiento es proceder a un proceso de concentración por evaporadores al vacío a múltiple etapa. Con este proceso se pueden tratar caudales elevados, como se acostumbran a encontrar en las alcoholeras, y alcanzar concentrados de unas 5 veces en volumen.

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Gracias a los evaporadores al vacío para caudales elevados se obtienen los siguientes resultados:

  • Se obtiene el alcohol para uso industrial.
  • Se obtiene agua limpia que se puede reutilizar o verter sin peligro.
  • Se obtiene un concentrado de residuos que pueden ser valorizados mediante su transformación en energía.

Dado que las vinazas de la columna de destilación suelen descargarse a unos 85ºC., el concentrado que se obtiene tras el proceso de evaporación puede utilizarse como combustible por su aceptable poder calorífico en calderas de biomasa, mezclado con otros combustibles sólidos.

Otra alternativa es la biometanización mediante reactores biológicos con micro organismos anaerobios. El sistema debe completarse con sistemas aerobios para obtener los parámetros de vertido.

Es una tecnología que permite tratar grandes volúmenes de aguas residuales en un tiempo corto. Además, dado que estos procesos no requieren de sistemas de aeración y a que pueden operar a temperaturas cercanas a la ambiente (entre 25 y 35ºC) su costo de operación es realmente bajo.

Otra de sus grandes ventajas está relacionada a la recuperación de energía, ya que se obtiene como subproducto de este proceso un gas compuesto principalmente por metano y dióxido de carbono conocido como biogás, el cual puede ser utilizado como un combustible alternativo para usos diversos dentro de la misma planta, tales como el calentamiento de calderas, hornos y hasta en la alimentación de generadores de electricidad.

Vertido cero y valorización de residuos en salazón de pescados y cocido de mariscos

pescados-mariscos-a-domicilio1La industria de alimentación marítima genera una gran cantidad de residuos durante sus procesos de producción. Especialmente complicado es el tratamiento de las salmueras que se generan. Veamos en primer lugar, los tipos de residuos más comunes:

1. Residuos líquidos

Los residuos líquidos están compuestos principalmente por materia orgánica con un alto contenido en proteínas, sales, grasas y otros sólidos suspendidos. Los flujos generalmente son altos, debido a la gran cantidad de agua que se requiere en los procesos de producción.

Estos son principalmente: agua con sangre, aguas de lavado provenientes de las etapas de corte, eviscerado y fileteado, prensado de pulpa (en los congelados), envasado y cocción, otros residuos líquidos provenientes del proceso de cocción, aguas de enfriamiento y aguas provenientes de las operaciones de limpieza de la planta

2. Residuos sólidos

También es importante la generación de residuos sólidos. Algunas empresas los entregan para alimentación animal, otras los devuelven al mar y otras lo destinan a plantas de reducción.

Los residuos sólidos que se producen se derivan principalmente de las etapas de corte y eviscerado están constituidos por cabezas, colas y vísceras. Estos son reutilizados como materias primas por las empresas productoras de harina de pescado, por lo que su disposición en vertederos es mínima. En las conservas de mariscos se producen vísceras y conchas, que también pueden ser aprovechadas.

RECICLAJE: REUSO Y RECUPERACIÓN

Antes de pasar a ver que tecnologías son más adecuadas para el tratamiento de los residuos, cabe destacar que algunos de estos residuos pueden ser utilizados con otro fin sin necesidad de ser tratados previamente.

1. Reutilización del agua

• Reutilización de agua de lavado, en lavado secuencial; por ejemplo las aguas residuales menos contaminadas o sucias de la planta pueden reutilizarse para operaciones de limpieza, al inicio del proceso.

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• Las aguas provenientes de la operación de enfriamiento de los autoclaves, en los procesos de conservería, pueden emplearse en operaciones de limpieza de equipos y de la planta.

2. Recuperación de desechos como subproductos

• Utilización de residuos de mariscos y pescado en preparación de paté y/o alimento animal.

• Utilización de residuos de mariscos y pescado en preparación de harina de pescado, que se utiliza para alimentación animal.

• Recuperación de sólidos y grasas de los efluentes, mediante centrifugación, separación, o concentración y posterior deshidratación y empleo para formulaciones de alimentación animal, dependiendo del volumen de los efluentes.

• Empleo de las valvas de los mariscos en desarrollo de nuevos productos; por ejemplo harina de calcio.

TRATAMIENTO Y VALORIZACIÓN DE LOS RESIDUOS

Un novedoso proceso de tratamiento consiste en extraer y concentrar las proteínas y grasas ricas en omega 3 para comercializarlas. Esto se produce con la acción combinada de equipos de membranas de ultrafiltración y evaporación al vacío. Finalmente mediante equipos de secado spray (atomizadores) se obtiene harina de proteína y ácidos grasos oleicos, productos con un alto coste en el mercado de alimentación.

El resto de agua que suele contener cantidades elevadas de sal puede ser tratada con equipos de evapo-cristalización, que nos permitirán obtener un efluente limpio que cumple con la normativa y puede ser reutilizado o abocado, según prefiera el fabricante. La cal obtenida tras este proceso puede ser utilizada en deshielo de carreteras así como en usos industriales.

Gracias a estas tecnologías conseguimos valorizar los residuos, convirtiéndolos en productos de alto valor comercial, y obtener un vertido cero.

Tratamiento de aguas residuales en la industria agroalimentaria: producción de zumos

Oranges, Juice and Leafs

La producción de zumos conlleva la generación de aguas residuales, que pueden aparecer en diferentes momentos del proceso de producción. Principalmente se trata de los reboses de las maquinas de llenado, o de las aguas resultantes tras las distintas operaciones de lavado, tanto de la fruta como de la maquinaria utilizada.

Para el vertido de estas aguas residuales es necesario separar los contaminantes tóxicos de aquellas aguas no contaminadas, de forma que se obtenga una calidad final del agua apta para vertido a cauce público, que cumpla con los niveles de DQO exigidos por la legislación en la materia.

A continuación os detallamos la solución instalada para un fabricante de zumos (manzana, pera, nectarina y melocotón) que genera un caudal de aguas residuales de 50 m3/h. La producción en la fábrica no es constante ya que existen dos épocas de producción diferenciadas en la fábrica: de Junio a Octubre se trabaja durante 24 h/día de modo que el caudal de aguas a tratar es de 1200 m3/día, mientras que de Noviembre a Mayo se trabaja durante 8 h/día de modo que el caudal de aguas a tratar es de 400 m3/día

1. Etapa de pretratamiento. El primer paso consiste en eliminar los residuos sólidos y las partículas procedentes del lavado de la fruta. Tras ello, el efluente se bombea hasta un tanque de homogenización que servirá para almacenar y a la vez mezclar los efluentes procedentes del proceso de producción de los distintos zumos para obtener un único efluente que pueda ser enviado a la segunda etapa de depuración de aguas residuales. Las tecnologías utilizadas en esta primera etapa son:

  • Desbaste de finos (filtro rotativo) para la eliminación de los residuos sólidos y particulas.
  • Pozo de bombeo.
  • Tanque de homogenización del efluente.

2. Etapa de tratamiento mediante depuración anaerobia. Esta es la etapa principal y tiene como objetivo degradar la materia orgánica disuelta en el efluente homogeneizado. Es la etapa en la que vamos a eliminar la mayor parte de la carga contaminante del efluente y se realiza en ausencia de aire, con lo cual se obtiene como subproducto de la depuración biogás. Tras llevarla a cabo se habrá de comprobar si el efluente obtenido ya cumple con los límites de vertido, o si se ha de someter a una tercera fase de tratamiento. Esta etapa se compone de dos subetapas:

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  • Tanque de neutralización: para el ajuste del pH del efluente y para la dosificación de producto floculante y antiespumante
  • Reactor ECSB (External Circulation Sludge Bed), para la degradación de la materia orgánica y obtención de biogás (combustible). Este proceso de tratamiento biológico, permite trabajar tanto en los meses de producción alta (24 h/día) como en los meses de producción baja (8 h/día)

3. Etapa de post-tratamiento biológico. Tras el proceso anterior no siempre se llega a los límites de vertido adecuados, por lo cual el efluente obtenido todavía ha de ser sometido a un último proceso de depuración biológica, que acabe de eliminar la materia orgánica, y a su posterior ajuste para poder ser vertido. Las tecnologías utilizadas en esta etapa son:

  • Reactor biológico aerobio MBBR (moving bed birreactor), para ajuste de los parámetros del efluente a límites de vertido.
  • Clarificación del efluente mediante sistema de floculación + clarificación por flotación tipo DAF con lamelas.
  • Tratamiento de la purga de lodos mediante decantador troncocónico y centrífuga.

Tras todo el proceso de tratamiento se obtiene un efluente final de calidad apta para vertido a cauce público y, como único residuo, un fango biológico que ha de ser enviado a un gestor de residuos. El biogás obtenido en el mismo proceso puede ser aprovechado como combustible.

Subproductos del alperujo y su obtención mediante evaporadores al vacío

subproductos del alperujoEl alperujo es un concentrado que se obtiene en el proceso de producción del aceite de oliva, y está compuesto por los distintos restos que quedan de la aceituna tras haberle extraído el aceite, es decir, las partes sólidas, el alpechín y los restos de aceite que no se han podido extraer después del proceso de centrifugación.

Este alperujo, antaño considerado como un residuo, debe ser considerado a día de hoy como un subproducto, ya que puede ser valorizado y reutilizado para los siguientes usos:

Aceite de orujo. Se realiza con la grasa que queda adherida a los restos de la extracción del aceite de oliva extra y refinado. Se trata de un aceite de calidad inferior y que ha presentado problemas de toxicidad en diversas ocasiones.

Combustible para la generación de energía eléctrica y térmica. El único inconveniente es la gran producción de cenizas que se obtiene al quemar el alperujo.

Gracias a su alto contenido de materia orgánica y micronutrientes puede ser utilizado también como abono biológico. La aplicación del compost de alperujo en el olivar permite retornar al suelo los nutrientes extraídos con la cosecha. Hoy en día existen diversas empresas que se dedican a recoger el alperujo de las almazaras para obtener el concentrado de materia orgánica y volver a venderlo a las mismas almazaras como abono.

Asimismo, el alperujo también contiene componentes antioxidantes, de interés para la industria farmacéutica, y puede ser utilizado para la producción de pectinas, compuesto utilizado en la industria alimentaria.

Para poder obtener estos subproductos del alperujo ha de ser tratado, de forma que podamos separar lo que es el concentrado de materia de las aguas depuradas. Existen diferentes alternativas para el tratamiento del alperujo como residuo, pero la que permite obtener un concentrado de mayor calidad para su posterior reutilización como subproducto es la evaporación al vacío.

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Los lodos obtenidos mediante los tratamientos biológicos y los tratamientos físico-químicos no son tan ricos en materia orgánica, ya que lo que estos métodos pretenden es precisamente eliminar esa materia y obtener un fango que se habrá de enviar a un gestor de residuos. Así pues nos encontramos con un fango que contiene un concentrado de muy baja calidad y que además contendrá restos de los productos y bacterías utilizados para eliminar el alperujo, lo que desaconseja todavía más su uso si lo que se pretende es obtener un subproducto que pueda ser reutilizado como abono.

Con un evaporador al vacío por bomba de calor se consigue concentrar la materia orgánica pura, separándola del agua y el alcohol que contiene el alperujo. Este concentrado ya puede ser aplicado a los distintos usos que se han comentado anteriormente.

Para almazaras con niveles de producción medios y altos, que generan una alta cantidad de alperujo, la evaporación al vacío constituye una solución muy interesante, ya que puede ser rentabilizada en un plazo razonable de tiempo y ofrece unos resultados excelentes desde la óptica de la gestión de residuos.

A nivel económico, los resultados obtenidos con el evaporador al vacío nos permiten generar ciertos ahorros en costes variables, ya que se eliminan los fangos que periódicamente se han de enviar al gestor de residuos, y a la vez se obtiene abono para la plantación de nuevos olivos sin necesidad de comprarlo a los proveedores.

…la evaporación al vacío constituye una solución muy interesante, ya que puede ser rentabilizada en un plazo razonable de tiempo y ofrece unos resultados excelentes desde la óptica de la gestión de residuos