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Depuradora de Aguas Residuales industria láctea – Aspectos Medioambientales que todo responsable de calidad debe controlar
Depuradora de Aguas Residuales industria láctea
Los principales aspectos medioambientales de la industria láctea tienen que ver con un elevado consumo de agua y energía, la generación de aguas residuales con alto contenido orgánico y la producción y gestión de residuos. De menor importancia son las emisiones de gases y partículas a la atmósfera y el ruido.
Es importante destacar que la cuantificación de estos aspectos puede variar entre unas instalaciones y otras en función de factores como el tamaño y antigüedad de la instalación, equipos, manejo, planes de limpieza, sensibilización de los empleados, etc.
Consumo de agua
Como en la mayoría de las empresas del sector agroalimentario, las industrias lácteas consumen diariamente grandes cantidades de agua en sus procesos y, especialmente, para mantener las condiciones higiénicas y sanitarias requeridas.
Dependiendo del tipo de instalación, el sistema de limpieza y manejo del mismo la cantidad total de agua consumida en el proceso puede llegar a superar varias veces el volumen de leche tratada. Este consumo suele encontrarse entre 1,3-3,2 L de agua/kg de leche recibida, pudiéndose alcanzar valores tan elevados como 10 L de agua/kg de leche recibida. Sin embargo, es posible optimizar este consumo hasta valores de 0,8-1,0 L de agua/kg leche recibida utilizando equipamientos avanzados y un manejo adecuado.
Como se indica mas abajo en la tabla 1, el mayor consumo de agua se produce en las operaciones auxiliares, particularmente en la limpieza y desinfección, donde se consume entre el 25-40% del total.
Tabla1: Valoración cualitativa del consumo de agua en la industria láctea
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PROCESO PRODUCTIVO |
NIVEL DE CONSUMO |
OPERACIONES CON MAYOR CONSUMO DE AGUA |
OBSERVACIONES |
| Leche | Bajo | Tratamiento térmico Envasado | |
| Nata y mantequilla | Bajo | Pasterización de la nata Batido-Amasado | Lavado de la mazada antes del amasado |
| Yogur | Bajo | — | Principalmente en operaciones auxiliares |
| Queso | Medio | Salado | Salado mediante salmueras |
| Operaciones auxiliares | Alto | Limpieza y desinfección Generación de vapor Refrigeración | Estas operaciones suponen el mayor consumo de agua |
Aguas residuales industria
El problema medioambiental más importante de la industria láctea es la generación de aguas residuales, tanto por su volumen como por la carga contaminante asociada (fundamentalmente orgánica). En cuanto al volumen de aguas residuales generado por una empresa láctea se pueden encontrar valores que oscilan entre 2 y 6 L/L leche procesada.
Tabla 2: Volumen de aguas residuales generado en función del proceso productivo
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ACTIVIDAD PRINCIPAL |
VOLUMEN DE AGUAS RESIDUALES Expresado en l de aguas residuales / l de leche. |
| Fabricación de mantequilla |
1 -3 |
| Fabricación de queso |
2 -4 |
| Obtención de leche de consumo (Pasteurización y Esterilización) |
2,5 – 9 |
Las aguas residuales generadas en una empresa láctea se pueden clasificar en función de dos focos de generación: procesos y limpieza, y refrigeración.
Aguas de Limpieza y Proceso: se trata de agua proveniente de la limpieza de superficies, tuberías, tanques, equipos. Pérdidas de producto, suero, salmuera, fermentos, etc. Son aguas que se caracterizan por tener pH extremos, alto contenido orgánico (DBO y DQO), aceites y grasas, sólidos en suspensión. Los volúmenes producidos van de 0,8 a 1,5 litros de agua residual por cada litro de leche procesada.
Aguas de Refrigeración: Se trata de agua proveniente de las torres de refrigeración, condensados, etc. Son aguas que experimentas variaciones de temperatura y conductividad. Podemos estimar un volumen entre 2 y 4 litros por cada litro de leche procesada
Se ha estimado que el 90% de la DQO de las aguas residuales de una industria láctea es atribuible a componentes de la leche y sólo el 10% a suciedad ajena a la misma.
En la composición de la leche además de agua se encuentran grasas, proteínas (tanto en solución como en suspensión), azúcares y sales minerales. Los productos lácteos además de los componentes de la leche pueden contener azúcar, sal, colorantes, estabilizantes, etc., dependiendo de la naturaleza y tipo de producto y de la tecnología de producción empleada. Todos estos componentes aparecen en las aguas residuales en mayor o menor cantidad, bien por disolución o por arrastre de los mismos con las aguas de limpieza.
En general, los efluentes líquidos de una industria láctea presentan las siguientes características:
- Alto contenido en materia orgánica, debido a la presencia de componentes de la leche. La DQO media de las aguas residuales de una industria láctea se encuentra entre 1.000-6.000 mg DBO/L.
- Presencia deaceites y grasas, debido a la grasa de la leche y otros productos lácteos, como en las aguas de lavado de la mazada.
- Niveles elevados de nitrógeno y fósforo, principalmente debidos a los productos de limpieza y
- •desinfección.
- Variaciones importantes del pH, vertidos de soluciones ácidas y básicas. Principalmente procedentes de las operaciones de limpieza, pudiendo variar entre valores de pH 2-11.
- Conductividad elevada (especialmente en las empresas productoras de queso debido al vertido de cloruro sódico procedente del salado del queso).
- Variaciones de temperatura (considerando las aguas de refrigeración).
- •Las pérdidas de leche, que pueden llegar a ser del 0,5-2,5% de la cantidad de leche recibida o en los casos más desfavorables hasta del 3-4%, son una contribución importante a la carga contaminante del efluente final. Un litro de leche entera equivale aproximadamente a una DBO5 de 110.000 mgO2/L y una DQO de 210.000 mgO2/L.
| PROCESO | FUENTE DE PÉRDIDA DE LECHE |
| Producción de leche para consumo directo | – Derrames de los tanques de almacenamiento. – Rebose de tanques.- Derrames y fugas en las conducciones.- Depósitos en las superficies de los equipos.- Eliminación de los fangos de filtración /clarificación. – Derrames por envases dañados o en mal estado.
– Fallos en la línea de envasado. – Operaciones de limpieza. |
| Producción de nata y mantequilla | – Derrames en el almacenamiento.- Derrames y fugas en las conducciones. – Rebose de tanques.- Operaciones de limpieza. |
| Producción de yogur | – Fugas y derrames de los tanques de almacenamiento. – Derrames de los tanques de incubación.- Fallos en la línea de envasado.- Operaciones de limpieza. |
| Producción de queso | – Fugas y derrames de los tanques de almacenamiento. – Pérdidas en la cuba de cuajado.- Rebose de los moldes.- Separación incorrecta del lactosuero del queso.- Operaciones de limpieza. |
Oportunidades para prevenir y reducir en origen la contaminación
En general, los procesos llevados a cabo por la industria láctea suponen importantes consumos de agua y energía, así como grandes volúmenes de aguas residuales con una carga orgánica elevada.
Estas características dependen, por una parte, de la tecnología utilizada y por otra, de la operación y manejo de cada instalación. Aema cuenta con un servicio de asesoramiento, mantenimiento y explotación dónde ayudamos a nuestros clientes a aprovechar las distintas oportunidades de prevención de la contaminación con el objetivo de reducir los consumos y el vertido final, sin que por ello se vea afectada la producción.
Las Oportunidades de Prevención de la Contaminación se pueden clasificar en función de los siguientes puntos:
Reducción en origen. Se considerará cualquier modificación de proceso, instalaciones, procedimientos, composición del producto o sustitución de materias primas que comporte la disminución de la generación de corrientes residuales (en cantidad y/o peligrosidad potencial), tanto en el proceso productivo como en las etapas posteriores a su producción.
Reciclaje.Se considerará aquella opción de valorización que implica volver a utilizar una corriente residual bien en el mismo proceso o en otro. Si se realiza en el mismo centro productivo donde se ha generado se considera como reciclaje en origen.
Valorización.Se considerarán aquellos procedimientos que permitan el aprovechamiento de los recursos contenidos en los recursos.
A continuación te presentamos un cuadro de análisis de una de las posibles oportunidades de mejora como es el control del consumo de agua de la instalación.
| Oportunidad de Mejora: Control del consumo de agua en la instalación | |
| Tipo de Oportunidad: Reducción en origen. | Buenas Prácticas. |
| Proceso: Elaboración de productos lácteos. | Etapa / Operación: Operaciones donde se consuma agua. |
| Problemática medioambiental: El elevado consumo de agua realizado por las empresas del sector lácteo | |
| Oportunidad de Prevención de la Contaminación: El control periódico de los consumos de agua permite detectar fugas, grifos abiertos, diferencias entre turnos, productos, procesos, etc. Permite ajustar los caudales de consumo a lo estrictamente necesario. Se consiguen reducciones superiores al 5% simplemente por el hecho de establecerse un sistema de control del consumo. | |
Implantación:
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Balance económico:
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Ejemplo de aplicación del control del consumo de agua
Una empresa que produce 45 T/día de leche esterilizada y tiene un consumo medio mensual de 3.895 m3 de agua instaló contadores de agua en diferentes áreas de la empresa (suministro general, tratamiento de agua, zona exterior y recepción, producción, laboratorios y producción de vapor) y realizó un seguimiento diario de las lecturas de los mismos. El simple control diario de los consumos permitió detectar fugas en la red de suministro interno y el consumo innecesario de agua en diferentes zonas como laboratorios, equipos de vacío o zona de refrigeración. Un control de los consumos a lo largo del día permitió detectar diferencias de consumo entre los diferentes turnos de trabajo, especialmente durante las limpiezas. Al final del proceso se consiguieron reducciones del consumo de agua del 15%.
Depuradora de Aguas Residuales industria láctea
Depuradora de Aguas Residuales industria láctea – Cinco problemas graves y cómo solucionarlos
fangos activos
Las industrias relacionadas con el sector lácteo son muy variadas, tanto como los productos lácteos presentes en el mercado. Debido a su complejidad, no es posible generalizar sobre la contaminación generada, que será muy específica del tipo de industria de que se trate. La realidad es que las empresas que procesan leche producen un vertido muy contaminante y muchas suelen padecer muchos problemas que no saben diagnosticar para saber como resolverlos.
Luis Carlos Director Técnico de Aema, empresa especializada en aguas industriales EDAR la Rioja, nos habla de cinco problemas graves en las depuradoras de aguas residuales en la industria láctea y su diagnostico de las posibles razones.
Las principales corrientes parciales que más contribuyen en volumen y/o carga contaminante al efluente final proceden de:
• Limpieza de equipos, instalaciones, CIP de limpieza de líneas, rechazos de los sistemas de ultrafiltración o sistemas de osmosis en el procesado de algún derivado. Aporta una parte importante del volumen del efluente final. En cuanto a la carga contaminante contiene restos lácteos, detergentes y desinfectantes.
- •Limpieza de camiones de transporte de materia prima.
Las concentraciones pueden variar de una instalación a otra, y en ciertos casos, presentar valores bastante diferentes a los anteriores. Las causas de la variabilidad en la concentración de los parámetros de los efluentes son múltiples, destacando:
- •El grado de optimización del consumo de agua,
- •• Los procedimientos de limpieza y productos químicos utilizados, CIP de limpieza.
- •• La tecnología utilizada en las operaciones consumidoras de agua.
- •• Cambio de producciones como consecuencia de la variación en los productos a fabricar.
Esta agua suelen tener la particularidad de alto contenido graso, nitrógenos algo elevados, de ahí la necesidad de procesos de nitrificación/desnitrificación y alto contenido en fósforo. Además de los ya conocidos problemas de DBO5.
La instalación típica en el sector se compone de:
• Pretramiento, en el que incluimos desbaste y Físico – Químico • Tratamiento biológico
• Secado de fangos
POSIBLES PROBLEMAS Y SUS CAUSAS EN LA DEPURACIÓN BIOLÓGICA POR FANGOS ACTIVOS PARA UNA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA LÁCTEA
PROBLEMA 1: Falta de rendimiento y excesivo consumo de productos químicos y excesiva producción de fangos por falta de compactación en el DAF.
- pH no ajustado a las condiciones de trabajo de los reactivos.
- Falta de homogeneización.
- Verificar la reactividad de los productos utilizados.
- Revisión de los sistemas mecánicos del DAF (tiempos de rasquetas, sistema de presurización, etc.)
OBJETIVOS: Aumento del rendimiento del sistema y en definitiva ahorro de costes, que podrían llegar al 50 %.
PROBLEMA 2: Incumplimiento en los parámetros de vertido
Causados por problemas de decantación, provocados por una deficiente eliminación de nutrientes en el biológico, lo que además ocasiona un excesivo consumo de energía.
- Exceso de carga de entrada por problemas en el pretratamiento, deficiencias en diseño o aumento de la producción en fábrica (N, DQO, DBO y Aceites y grasas).
- Tiempos de retención hidráulica inadecuados.
- Falta de aporte de oxígeno en unos momentos puntuales.
- Edad del fango, carga másica, etc.
- •
OBJETIVOS: Estabilización de las condiciones de trabajo del reactor biológico, de tal manera que nos permitan, aumentar la capacidad de tratamiento, reducir los costes energéticos pudiendo llegar hasta un 20 %, etc.
PROBLEMA 3: Bajo rendimiento en la deshidratación de los lodos
- Edad del fango muy baja ocasionada por excesiva purga de fango, lo que puede estar provocando inestabilidad en la decantación final.
- Cambio de polielectrolíto.
- Falta de homogeneización en los lodos a tratar.
- En el caso de centrífugas, posibles desajustes en los parámetros electromecánicos de la
- •instalación.
OBJETIVOS: Reducir la producción de fangos a gestionar y en consecuencia los costes asociados a la instalación de secado, tanto de energía, personal, productos, etc.
PROBLEMA 4: Consumo de energía elevado
Incrementando considerablemente los costes como consecuencia de no realizar una buena gestión de la planta incluso de la propia energía.
- Biológico no equilibrado, con alteraciones.
- Concentraciones de fango o edad del fango
- Eliminación de nutrientes no eficiente
- No tener programas de gestión de energía que hagan que la planta trabaje en función de
- •las tarifas eléctricas aplicadas. Este punto puede suponer ahorros hasta del 40 % en la factura de la luz.
PROBLEMA 5: Exceso de consumo de agua en el propio proceso de producción
Por una aplicación de buenas prácticas no adecuada (MTDs). Es sencillo comprobar el grado de implicación en este sentido, dado que tenemos un amplio portfolio de referencias, las cuales nos permiten establecer caudales y cargas en función de la elaboración que se produce en los procesos de fabricación.
• Mala gestión del agua por cultura y comodidad.
• No contar con los elementos adecuados de inyección y recogida.
• Inadecuados dispositivos de limpieza o bajo índice de recirculaciones. Implicación
directa sobre el coste de consumo y vertido del agua.
¿QUÉ PUEDES HACER?
Implantar un modelo de diagnóstico técnico económico de la instalación qué te permita conocer los puntos críticos de la instalación, los cuellos de botella que tienes y si la planta está trabajando de manera óptima para lo que fue diseñada.
A partir de este modelo obtendrás un plan de evaluación qué explique las acciones necesarias para conseguir qué la planta llegue a los niveles operativos qué ofrezcan beneficios como:
- Estabilidad de procesos. Procesos más fiables y seguros. Mejorar rendimientos.
- Reducción de los consumos de reactivos o conseguir mejores rendimientos de la instalación.
- Reducción en el coste de la energía por €/m3.
- Optimización de los procesos de tratamientos de fangos y en consecuencia, reducción de
- •costes asociados.
- Establecer un control Analítico e Inspección de Vertidos coherente a la instalación existente. Muchas veces se hacen controles
- •que no aportan nada y otros que se requieren no se hacen. En consecuencia reducción de
- •gasto innecesario y mejor control.
- Evitar usos de agua irracionales y establecer un catecismo de buenas prácticas.
Si quieres saber más sobre cómo implantar un modelo de diagnóstico técnico económico de tu instalación “pincha Aquí”
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