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Tratamiento de efluentes de la industria de perfumes y esencias

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Introducción

Dentro del creciente mercado de la industria cosmética, el sector de la perfumería tiene un papel importante, pues el complemento perfecto de un buen aspecto es un olor agradable. Se trata de persuadir y estimular al consumidor por la vía de los sentidos organolépticos.

Para poder conseguir las esencias y los perfumes se utilizar sistemas con agentes que producen su extracción de muchos productos naturales, o a partir de sustancias químicas orgánicas como los hidrocarburos.

Estas sustancias que se utilizan en la industria suelen ser disolventes, alcoholes y aceites que se volatilizan con facilidad y que, por su naturaleza y elevada concentración, contaminan las aguas residuales, y ofrecen dificultades para su tratamiento y corrección.

El presente artículo tiene como objeto dar una idea sobre la influencia de este sector en la industria mundial, sus tendencias, y los tratamientos que se proponen para el vertido de los efluentes que se generan. Condorchem Envitech, como empresa de ingeniería dedicada al sector del tratamiento de efluentes industriales, ofrece soluciones a medida para cada caso.

Características de los perfumes

En cualquier caso, para la fabricación de los perfumes se parte de esencias que se preparan para mantener el producto en correctas condiciones, en combinación con fijadores y disolventes.

  • Esencias Aromáticas: Se trata de aceites esenciales de origen natural formados por moléculas volátiles de plantas. Se obtienen a través de procedimientos como la destilación por vapor o la extracción. Se pueden obtener de muchas partes de la planta: las semillas, flores, frutos, etc. Estas esencias también pueden tener naturaleza artificial, según se comenta en este artículo.

  • Fijador: este compuesto ayuda a aumentar la duración del perfume, haciendo que tarde más tiempo en volatilizarse. Suelen ser sustancias con un alto punto de ebullición que permite que los componentes odoríficos permanezcan durante más tiempo en el cuerpo. Estas sustancias, además de tener poder fijador, también presentan un olor característico. Los disolventes vegetales más utilizados son el aceite esencial de salvia, de vetiver, de pachuli y de sándalo, entre otros.

  • Disolvente: el disolvente más utilizado para elaborar un perfume es el alcohol. Este conformará el componente de mayor presencia en la fórmula para elaborar perfumes. Para hacer un perfume natural se puede emplear alcohol de cereal o agua destilada.Para distinguir los tipos de perfumes, se utilizan las denominadas “notas de olor”

El mercado de las esencias y los perfumes

La distribución de la exportación y la importación de estos productos y su tendencia alcista dan una imagen del volumen económico que representa este mercado y el peso específico que tienen en cada país del mundo.

Tratamiento de efluentes de la industria del perfume

También la cultura de cada país y su capacidad económica, marcan la proporción de consumo en cosméticos, según se indica en la siguiente gráfica:

Statista - Tratamiento de efluentes de la industria del perfume

Principales compuestos químicos utilizados para la fabricación de esencias y perfumes; efectos sobre la salud y el medio ambiente

Los perfumes ocupan una posición importante en el mercado cosmético, llegando a ser productos de alto valor agregado y de una demanda significativa en muchos países. Los químicos que normalmente se utilizan en esta industria son sumamente volátiles y su efecto en el ambiente es negativo si no son tratados adecuadamente.

En el siguiente esquema, aparecen algunos de los principales compuestos químicos utilizados para la fabricación de esencias; prácticamente todos tienen estructura de anillo cerrado, y en muchos caos aparecen dobles enlaces, lo que es un indicativo de la dificultad que ofrecen a la oxidación biológica:

Tratamiento de efluentes de la industria del perfume

No hay que olvidar el problema adicional originado por la presencia de estas sustancias en las aguas residuales. Para su posterior utilización, será necesario arbitrar los procedimientos más adecuados para la degradación de estas sustancias (en muchas ocasiones en concentraciones muy pequeñas) que permita la reutilización eficaz y segura de las aguas regeneradas.

Tratamiento efluentes en la industria de fragancias y aromas

Existen numerosas industrias dedicadas a la fabricación de sustancias base para aromas y fragancias, de aplicación tanto en cosmética como en alimentación, principalmente.

Como hemos observado en los puntos precedentes, este tipo de industrias utiliza productos concentrados, alcoholes, disolventes y aceites para el desarrollo de sus procesos, y los efluentes que se producen contienen de estas sustancias que son altamente contaminantes y volátiles.

Esta composición complica el tratamiento de estas aguas residuales, pues están cargadas de aceites, sales y DQO, que, en ocasiones, es refractaria a los tratamientos biológicos.

Tomamos el ejemplo de los vertidos tipo de una fábrica de sector, con la siguiente analítica:

ParámetroUnidadEfluente brutoTras PretratamientoEfluente tratado
pH767
TemperaturaºC353025
DQOmg O2/l1300010000< 250
Conductiv.µS/cm100009000<500
SS.mg/l4000400<40
Aceites y Grasasmg/l2150200<5

La línea de tratamiento habitual consiste en un pretratamiento mediante un fisicoquímico, compuesto de tamizado previo, y coagulación/floculación seguida de flotación DAF; y, a continuación, un tratamiento biológico.

Se han utilizado distintos tratamientos biológicos en función del tipo de contaminantes, y de su dificultad a la biodegradación. Es una de las aplicaciones en que los MBBR suelen tener éxito, debido a la selectividad de las bacterias que se forman para el tratamiento, aunque también es frecuente encontrarse con tratamientos anaerobios en el caso de que la carga de DQO es elevada.

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Cuando el proceso biológico no es aplicable por la alta refracción de la DQO, se imponen tratamientos de oxidación, como el Fenton y las POA’s.

En los procesos fisicoquímicos, es frecuente obtener reducciones de SS aceites y grasas muy elevados (> 90%), y reducciones de la DQO del orden del 30 % de la de aportación, pero la afectación sobre la conductividad es escasa, ya que la salinidad apenas si sufre cambios en este tratamiento que básicamente se orienta a separar sólidos, grasas y material coloidal.

El presente caso se corresponde con el estudio que se realizó en una industria del sector de las esencias y concentrados empleados tanto para cosmética como para alimentación. El efluente además de tener una elevada carga de DQO especialmente volátil, también tenía una salinidad muy elevada.

En aquel momento, se planteó la opción de reutilizar el vertido para aguas de proceso y servicios en la propia industria generadora con lo que se alcanzaba prácticamente el ZLD (vertido cero).

En este estudio se propone una línea de tratamiento que tiene importantes ventajas, tales como reducción de espacio ocupado, obtención de efluentes de buena calidad y sencillez de operación, con un OPEX asumible en base a la disponibilidad de agua de caliente en exceso en la fábrica.

La línea se compondría de un tratamiento fisicoquímico que, bien pudiera ser similar al descrito para los tratamientos habituales; a continuación, dispondríamos un sistema de evaporación a vacío en dos etapas.

En la primera etapa se propone un evaporador a vacío con compresión mecánica de vapor a fin de reducir el consumo energético y en segundo lugar un evaporador a vacío con rascador para separar el concentrado. El residual que se obtiene es un lodo viscoso que se solidifica al enfriarse.

El condensado contiene una importante carga de DQO, pues suele ser muy volátil en estos vertidos. El condensado mezclado se envía a una balsa intermedia para su enfriamiento y homogeneización.

El tratamiento biológico que se propone, según hemos comentado, dependerá de los compuestos que contenga la DQO. Como tratamiento terciario se propone un sistema de membranas MBR, siempre que el efluente lo permita, pues se consiguen aguas muy limpias que pueden ser reutilizadas como aguas de servicios o de proceso, y se mantiene una carga de fangos activos homogénea en la balsa de oxidación biológica.

Con esta tecnología, además, nos ahorramos la instalación de un decantador secundario. Los fangos obtenidos podrán mezclarse entre sí y enviarlos al vertedero, o bien segregarse dependiendo de su analítica y destino.

Tratamiento de efluentes de la industria del perfume

Concepto12345678
Caudal (m3/h)32,250,750,50,252,52,250,15
Conductiv. (mS/cm)90,344,51300,30,30,30,5
DQO (mg O2/l)100005000250004450040004900<2504250

Otra opción habría sido la de hacer un tratamiento biológico y disponer una instalación de osmosis inversa (RO) como terciario; de esta forma, el tamaño del evaporador a instalar para el concentrado sería de menores dimensiones que el del diseño base, pero no tendría efecto sobre la reducción de carga de DQO que tiene si se coloca en cabeza.

Si comparamos este proceso con el tratamiento biológico + RO + concentración de rechazo por evaporación a vacío, podemos elaborar el siguiente cuadro:

ConceptoRendimiento
Depuración
Consumo energía (*)Espacio ocupadoOPEX(*)CAPEXAfectación medioamb.Complejidad
Evaporación + T. biológicoAltoMedioMedioMedioAltoBajaMedia
Tratam.biológico + RO + Evapo.AltoAltoAltoAltoAltoBajaAlta

(*) se considera que este tipo de industrias dispone de agua caliente en exceso que favorece la reducción de consumo energético en el proceso de evaporación al vacío.

Resumen

Dentro de la industria cosmética, el sector de los aceites esenciales, los aromas y los perfumes, representa aproximadamente un 20 % del total, y su consumo es creciente.

Los compuestos de que se parte para la elaboración de estos productos acostumbran a ser altamente contaminantes y, en muchos casos, tóxicos, por lo que los tratamientos de los efluentes que se generan suelen ser complejos y costosos, ya que partimos de concentrados que aportarán elevadas cargas tanto de salinidad como de contaminación orgánica en las aguas residuales.

El tratamiento de evaporación a vacío es una solución adecuada para este tipo de efluentes, ya que, a su capacidad de concentración hasta alcanzar residuos prácticamente sólidos, une la separación de la DQO volátil en esas condiciones de presión y temperatura.

El tamaño del tratamiento biológico se reduce en forma proporcional, a la vez que sus costes de explotación y generación de fangos en exceso. La empresa Condorchem Envitech tiene probada experiencia en este tipo de soluciones.

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Bibliografía y referencias de Internet

https://eacnur.org/blog/perfumes-ecologicos-beneficios/
https://www.virtualpro.co/biblioteca/perfumes-analisis-quimico-de-36-aguas-de-colonia-y-perfumes
https://oec.world/es/profile/hs92/3303/
https://www.academiadelperfume.com/historia-del-perfume/

Sergi Tuset - CEO Condorchem Envitech
CEO, Condorchem Envitech

Sergio Tuset es el CEO de Condorchem Envitech, con más de 20 años de experiencia en la gestión de compañías industriales.

Especialmente enfocado en proyectos medioambientales para clientes, es un reconocido especialista en ingeniería conceptual aplicada a tratamiento de aguas residuales, tratamiento de residuos sólidos y líquidos y tratamiento de emisiones.

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