Vertidos típicos de las Fábricas de Conservas Vegetales y minimización de los mismos

Transcripción

1 Curso Tratamiento de Aguas Residuales en la Industria Alimentaria Vertidos típicos de las Fábricas de Conservas Vegetales y minimización de los mismos

2 12 de Junio de 2015 Módulo VI. Índice VI.1. Efluentes originados en el proceso de fabricación VI.2. Efluentes originados en los procesos de limpieza VI.3. Biodegradabilidad de los vertidos en las conservas vegetales VI.4. Consumo de agua aproximado en una planta de conservas vegetales

3 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 1. Recolección y transporte de la materia prima 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto 3. Escaldado 4. Llenado de botes 5. Adición del líquido de gobierno 6. Cierre de envases 7. Tratamiento térmico 8. Enfriamiento y secado 9. Operaciones complementarias Proceso de elaboración de una conserva vegetal

4 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 1. Recolección y transporte de la materia prima Se realizará en su momento óptimo de maduración Tipo de recolección: Recolección Manual Permite una recolección selectiva: sólo de los mejores productos Desecho de productos que no estén en condiciones para la elaboración del producto Baja rentabilidad económica: alto coste de personal

5 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 1. Recolección y transporte de la materia prima Tipo de recolección: Recolección Automática No hace selección de los productos Produce lesiones mecánicas a los productos Bajos costes y alta rentabilidad económica: muy bajos costes de personal

6 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 1. Recolección y transporte de la materia prima En el transporte de vegetales desde la zona de recolección, se suele aplicar frío:

7 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto Son las anteriores al escaldado. Lavado y limpieza: elimina cuerpos extraños tales como, hojas, ramas, mohos. Lavado de frutas: Transportadas sobre una malla metálica. Duchadas ligeramente para no dañarlas. Suciedad y cuerpos extraños son arrastrados por el agua hacia abajo. Lavado de hortalizas: Uso normalmente de tambor giratorio perforado, con cierta inclinación, dónde se incorpora agua. Hortalizas tales como el tomate, por ej., requiere agua a presión.

8 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto Para minimizar los vertidos existe el LAVADO O LIMPIEZA EN SECO (menos efectiva):

9 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto Inspección del producto: generalmente es visual.

10 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto Clasificación o selección del producto: suele realizarse en función de: Tamaño Peso Forma

11 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto VENTAJAS DE LA CLASIFICACIÓN O SELECCIÓN DE PRODUCTO 1. Aplicar después sistemas mecanizados de pelado, deshuesado, etc. 2. Uniformizar todos los procesos térmicos posteriores. 3. Mejor control del peso de los envases. 4. Productos más homogéneos y atractivos al consumidor.

12 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto Pelado de las materias primas: distintos tipos, Mecánico.- suele ser un cilindro con la parte interna recubierta de carburo de silicio, que provoca la abrasión. Luego con una ducha se separa la piel. Produce VERTIDO de aguas residuales. Térmico.- se suele hacer un precalentamiento del producto en agua a 75 ºC durante unos minutos, después el producto se pasa por unos rodillos de goma que separa la piel. También produce VERTIDO de aguas residuales.

13 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto Pelado de las materias primas: distintos tipos, Químico.- consiste en la inmersión del producto en soluciones acuosas de lejía o sosa a distintas concentraciones y temperaturas, según las características del producto. También hay un foco de VERTIDO. Enzimático.- consiste en sumergir inicialmente el producto en cloruro cálcico al 20% durante segundos, después es congelado a -20 ºC e inmediatamente descongelado a 45 ºC. Estos cambios provocan la ruptura de la estructura celular de la piel. También hay un foco de VERTIDO.

14 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 2. Operaciones previas: lavado, limpieza, inspección, clasificación, transporte interior, pelado y troceado del producto Pelado de las materias primas: distintos tipos, Con infrarrojos.- se aplican rayos infrarrojos al producto. Esto hace que se produzca la evaporación del agua del producto. Así pues, la piel estalla, luego es eliminada con agua. También foco de VERTIDO.

15 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 3. Escaldado

16 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 5. Adición del líquido de gobierno También denominado, líquido de cobertura. Generalmente es una salmuera compuesta por: o Sal común. o Ácido cítrico. o Ácido ascórbico. Suele adicionarse a 80ºC. Mínimo vertido. 6. Cierre de envases El cerrado dependerá del tipo de envase: vidrio, plástico, meta,

17 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 7. Tratamiento térmico La forma más habitual de llevarla a cabo es mediante autoclaves horizontales o verticales. Vertido de agua pequeño.

18 VI.1.- Efluentes originados en el proceso de fabricación 7. Tratamiento térmico

19 VI.2.- Efluentes originados en los procesos de limpieza Limpieza de los equipos: tipos Productos alcalinos.- eliminan materia orgánica, tales como, proteínas, azúcares, grasas, etc. Productos ácidos.- eliminan sales, bien de los propios vegetales o bien por adición de algún tipo de sal como conservante, etc.

20 VI.2.- Efluentes originados en los procesos de limpieza Determinadas superficies como cintas, etc. se suelen limpiar con espumas que luego han de ser aclaradas con agua. Por lo tanto siempre se tendrá un vertido de agua con productos de limpieza tanto ácidos como alcalinos.

21 VI.2.- Efluentes originados en los procesos de limpieza MINIMIZACIÓN DE LOS EFLUENTES GENERADOS EN LOS PROCESOS DE LIMPIEZA 1. En la medida de lo posible automatizar los sistemas de limpieza 2. Se recomienda utilizar productos de higiene modernos y especialmente formulados 3. Los productos formulados son más efectivos, se enjuagan mejor 4. Utilización de productos sin polifosfatos. Estos son muy efectivos, pero requieren más agua para su enjuague y además son menos biodegradables 5. Se recomienda aprovechar el agua del último enjuague, para el primer enjuague del día siguiente

22 VI.3.- Biodegradabilidad de los vertidos La biodegradabilidad de los vertidos se basa en la relación DBO/ DQO. Se dice que un vertido es biodegadrable cuando ésta relación tiene un valor superior a 0,5. En las industrias de elaboración de conservas vegetales: DBO/ DQO = 0,6 0,8 - Alta cantidad lúcidos o azúcares. - En las aguas procedentes de legumbres (judías, guisantes, ) hay alto contenido de nitrógeno, pero poco fósforo. - Las aguas procedentes de la fabricación de conservas de fruta, hay poco nitrógeno y bastante fósforo.

23 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada Complicado establecer cifras de consumo exacto. Contaminación y cantidad de agua muy variable, por: Estacionalidad de los vegetales. En casi todas las industrias se trabaja con más de un producto a la vez.

24 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada Producto Contaminación Total Vertida (mg./ DBO por kg. de conserva) Judías verdes Judías blancas y frijoles Zanahorias Guisantes Espinacas Tomate Champiñones Frutas en almíbar Jugos de fruta Valores medios

25 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada Para ajustar tanto el caudal de vertido como la contaminación real del vertido se aconseja realizar un estudio analítico de la fábrica. Muestra: compuesta e integrada. Cómo se realiza? Con un sistema que mide de manera automática el caudal del vertido, toma una muestra y luego ésta se recompone.

26 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada Sistema más adecuado para el tratamiento de este tipo de aguas: SISTEMA BIOLÓGICO. No obstante, antes se dispondrá de: 1. Sistema de eliminación de sólidos gruesos.- especialmente, restos de tierra del campo, vegetales, etc. Se debe ir escalando el filtrado o eliminación de sólidos. Lo más adecuado es instalar primero una reja de gruesos de un paso de unos mm. Posteriormente, suelen utilizarse tamices de paso de luz más finos, siendo los más habituales los rotativos:

27 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada Con estos tamices se llegan a eliminar los sólidos de hasta 1 mm. Una vez eliminados los sólidos será preciso una homogenización.

28 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 2. Homogenización.- elimina las puntas o variaciones de contaminación y de caudal. DBO= mg/l Vertido de 5 m 3 /h DBO= mg/l Vertido de 2 m 3 /h TANQUE DE HOMOGENIZACÍON CON AGITACIÓN (CAPACIDAD DE 1 DÍA DE VERTIDO) DBO= constante CAUDAL= constante DBO= 300 mg/l Vertido de 14 m 3 /h Una vez homogenizado el vertido de podrá depurar de una forma más efectiva y los tratamientos posteriores serán mucho más efectivos.

29 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 3. Sistema de flotación.- en general, en las industrias de conservas vegetales no se necesitan sistemas de flotación, ya que no son elevadas las cantidades de aceites y grasas. No obstante, en algunos casos, tales como el procesado de pimiento si es conveniente su aplicación. Planta de un sistema de flotación, con tornillo sinfín, para extraer los flotables y los sólidos en suspensión.

30 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 3. Sistema de flotación.- Equipo de flotación: CAF En algunos casos se recomienda instalar un SISTEMA DE FLOTACIÓN FORZADA, sólo con adición de floculante (sin coagulante): eliminamos espumas y grasas naturales como oleorresinas, por ejemplo de pimientos.

31 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- es el principal tratamiento en las industrias que procesan conservas vegetales. El más usado y efectivo es el SISTEMA DE FANGOS ACTIVOS DE BAJA CARGA o de aireación prolongada.

32 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- Qué es un sistema de baja carga o de aireación prolongada? Es un sistema que se caracteriza por presentar una carga másica igual o inferior a 0,1. Qué es la carga másica? Para entenderlo muy fácilmente, se puede definir como: Cm = Comida/ Comensales La Comida, viene dada por los Kg. DBO/m 3 y multiplicado por m 3 /día Los Comensales es la concentración de sólidos en el licor mezcla/ m 3 multiplicado por el Volumen del reactor.

33 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- Qué es la carga másica? Cm = Kg. DBO/ m 3 x Q (m 3 /d) (SSLM/m 3 ) x Vr Cm 0,1 Hay poca comida y muchos comensales o, lo que es lo mismo, poca carga y alta concentración en el licor mezcla. BAJA CARGA MAYOR RENDIMIENTO BAJA CARGA. FAVORECE NITRIFICACIÓN

34 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- Otras opciones más económicas: o Lechos bacterianos. o Biodiscos o contactores biológicos rotativos.

35 Lechos bacterianos

36 Biodiscos o contactores biológicos rotativos

37 FANGOS ACTIVADOS LECHOS BACTERIANOS BIODISCOS Altos costes de adquisición Bajos costes de adquisición Bajos costes de adquisición Costes energéticos elevados, necesita aireación forzada. Costes energéticos bajos, oxígeno atmosférico, sin soplantes. Costes energéticos bajos, oxígeno atmosférico, sin soplantes. Rendimiento elevado, para vertidos industriales y urbanos. Más enfocado para vertidos urbanos. Con baja DBO. Más enfocado para vertidos urbanos. Con baja DBO. Al trabajar en baja carga se produce nitrificación. Costes de mantenimiento más elevados. La transferencia de aire es más efectiva. La oxidación del nitrógeno amoniacal a nitratos es poco eficiente. Costes bajos de mantenimiento. La transferencia de aire depende de la diferencia de temperatura entre el aire y el agua. La oxidación del nitrógeno amoniacal a nitratos es poco eficiente. Costes bajos de mantenimiento. La transferencia de aire depende de la diferencia de temperatura entre el aire y el agua. Sensibles a aceites y grasas. Muy sensibles a aceites y grasas. Muy sensibles a aceites y grasas. Comparativa Fangos activados/ lechos bacterianos/ biodiscos

38 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- o Biodiscos o contactores biológicos rotativos.- cabe la posibilidad de instalar uno de ellos sumergido en cabecera, permitiendo contribuir a la eliminación de nitrógeno. AGUA CON TRATAMIENTO PREVIO AGUA TRATADA ANÓXICO FANGO C.B.R. DECANTADOR

39 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- Tratamiento de fangos: Pueden ser deshidratados. Suelen tener un contenido en agua del 98%. Métodos de eliminación de agua: 1. Filtro banda.- se llega a una sequedad del 25%. Su funcionamiento es con floculante.

40 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- Tratamiento de fangos: Métodos de eliminación de agua: 2. Filtro prensa.- se llega a una sequedad del 40%. Su funcionamiento es con cal. Manejo engorroso.

41 VI.4.- Consumo de agua y contaminación generada 4. Sistemas biológicos.- Tratamiento de fangos: Métodos de eliminación de agua: 3. Centrifugación o decanter.- sistema más higiénico. Se llega a una sequedad del 25%. En su funcionamiento se requiere de floculante.

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