Eliminación de ácido peracético para la regeneración de efluentes industriales

  1. Garrido Arias, Borja
Dirigida por:
  1. Noemí Merayo Cuevas Director/a
  2. Carlos Manuel Negro Alvarez Director

Universidad de defensa: Universidad Complutense de Madrid

Fecha de defensa: 13 de enero de 2022

Tribunal:
  1. M. Concepcion Monte Lara Presidenta
  2. Antonio Tijero Cruz Secretario
  3. María Daphne Hermosilla Redondo Vocal
  4. Isabel Carrillo Ramiro Vocal
  5. Amalio Garrido Escudero Vocal
Departamento:
  1. Ingeniería Química y de Materiales

Tipo: Tesis

Resumen

La industria alimentaria es uno de los sectores industriales que mayor consumo de agua posee, siendo necesario la realización de investigaciones que permitan reducir el consumo de este bien escaso. Se debe perseguir principalmente la reducción de costes y una mayor sostenibilidad en sus procesos productivos. En dicho sector las necesidades de agua son muy variadas, desde el consumo de agua en la línea directa de producción hasta todas las necesidades relacionadas con la ingeniería de servicios. En el caso concreto de la industria del zumo, uno de los procesos que mayores consumos de agua tiene es el lavado y desinfección de botellas de polietileno tereftalato. En este proceso intervienen dos elementos fundamentales: el empleo de agua osmotizada que tiene un importante coste y la necesidad de utilizar un agente desinfectante de uso alimentario (ácido peracético) para adecuar el envase antes de proceder al envasado del producto. Las excelentes propiedades fisicoquímicas que presenta el efluente tras la desinfección de los envases en la lavadora, así como los caudales a los que se opera hace viable su plena recuperación para las torres de refrigeración fomentando así la economía circular en la industria. El efluente es tratado de forma sostenible con un carbón activo específico lavado al ácido para la eliminación catalítica de peróxido de hidrógeno. Esta descomposición persigue mitigar los procesos de oxidación consecuencia de las tan habituales trazas de hierro existentes en los circuitos de refrigeración que reducirían la vida útil de estas instalaciones. El estudio desarrollado abarca tanto la fase de investigación de laboratorio como el escalado industrial, verificando la eficacia y funcionalidad en el proceso de refrigeración. El sistema es completamente sostenible y respetuoso con el medio ambiente por no emplear dosificación de productos químicos, siendo el carbón activo el único residuo generado. Su operatividad es sencilla y autónoma por lo que se puede replicar e implementar en cualquier instalación industrial similar. Toda la secuencia de reutilización queda corroborada por el éxito en los análisis fisicoquímicos y microbiológicos en la torre definidos en el Real Decreto 865/2003 que establece los criterios Higiénico Sanitarios de Prevención de Legionelosis. La recuperación cumple con los criterios establecidos en el Real Decreto 1620/2007 de 7 de diciembre en materia de reutilización de aguas. Para poder solventar la posible resistencia microbiológica al biocida tan habitual en las torres se ha investigado la funcionalidad del efluente con tres sustancias biocidas TP11 registradas y de uso habitual a escala de laboratorio: isotiazolonas, sales de amonio cuaternario y tetrakis (hidroximetil) fosfonio sulfato. Se concluyó plena compatibilidad y mínima pérdida de la concentración residual recomendada por los fabricantes. Asimismo, las isotiazolonas junto con hipoclorito sódico han sido empleado en la fase industrial estudiando su funcionalidad junto con otros parámetros fisicoquímicos para la obtención de modelos matemáticos que permitan predecir los intervalos de funcionalidad manteniendo los valores paramétricos correctos según la legislación vigente. Para poder evaluar el cierre de circuitos se ha estudiado la influencia de la purga de las torres en el medio ambiente mediante el análisis de la ecotoxicidad. El estudio comparativo con otra torre de refrigeración con régimen de operación y características semejantes que empleaba agua de red municipal concluyó que el daño al medio ambiente es menor en la torre que emplea el agua regenerada. La investigación se ha realizado para la industria alimentaria y de bebidas donde el lavado de envases y los procesos de refrigeración son habitualmente simultáneos en la misma planta suponiendo un paradigma en el modelo de economía circular y la optimización de los recursos y necesidades de agua, pudiéndose extrapolar a otros sectores industriales con características semejantes.