Gestión integral de residuos de almazara mediante combinación de procesos físico-químicos

Resumen

Esta tesis se centra en el estudio de la gestión sostenible de los residuos del sector de las almazaras de producción de aceite virgen de oliva, mediante un método capaz de utilizar la viabilidad técnica y económica. Se ha de tener en cuenta que uno de los propósitos más buscados en la actualidad es la utilización racional del agua, recurso cada vez más escaso, lo que lleva a la necesidad de un uso adecuado y en los casos en que sea posible, su reciclaje. En la industria oleícola existen tres procesos de obtención de aceite de oliva virgen: prensas, centrifugación en tres fases y centrifugación en dos fases. Hasta que se implantó el sistema de centrifugación en dos fases, el residuo líquido generado denominado alpechín, era uno de los residuos más contaminantes del medio acuático, debido sobre todo a su alto contenido en materia orgánica. La mayoría de procesos de depuración que se propusieron para disminuir el impacto ambiental del alpechín, no permitían la recuperación del agua utilizada en el proceso de extracción de aceite de oliva virgen. La aparición del sistema de centrifugación en dos fases trasladó el problema medioambiental de los residuos líquidos al residuo sólido (alperujo), que a diferencia del orujo obtenido en el sistema de centrifugación de tres fases, presenta serias complicaciones para su transporte y su aprovechamiento. Objetivos. Dada la evolución tecnológica producida en el proceso de obtención de aceite de oliva virgen, en esta tesis se ha buscado como objetivo fundamental, la reducción del impacto medioambiental de los residuos generados en los sistemas tecnológicos utilizados. Se ha planteado la posibilidad de complementar las tecnologías de dos y tres fases mediante etapas complementarias a los procesos de extracción del aceite que les convierten en procesos de Desarrollo Sostenible, al lograr convertir sus residuos en subproductos, que pueden ser aplicados en la propia actividad agrícola y/o industrial. Metodología. En primer lugar, se procedió a realizar un estudio de los diferentes métodos de depuración de alpechín para determinar el proceso más adecuado. Una vez elegido el proceso (tratamiento físico-químico seguido de una posterior evaporación) se constató que era fundamental la separación de los sólidos suspendidos presentes en el alpechín. Se realizaron ensayos a escala laboratorio con distintos agentes de separación acelerada de sólidos (coagulantes y floculantes comerciales) que permitieran la obtención de un líquido coloreado pero libre de sólidos suspendidos. También se estudió la aglomeración y coagulación del alpechín, utilizando la tecnología de ultrasonidos. Una vez seleccionado el agente de separación acelerada de sólidos más adecuado, se procedió al diseño, construcción y puesta en marcha de una planta piloto móvil sobre la plataforma de un camión tráiler, para la depuración y aprovechamiento integral de alpechines, de 130 kg/h de capacidad, en la que por necesidades de espacio, el aporte de energía térmica se realiza con una caldera de gasoil de 100.000 kcal/h de potencia. A la vista de los excelentes resultados obtenidos en los ensayos realizados en la planta móvil, se desarrolló un proyecto en colaboración con la cooperativa Comunal Sotoserrano, Sociedad Cooperativa situada en Sotoserrano (SALAMANCA), que posee una almazara que utiliza el sistema de tres fases. Se procedió al diseño y posterior construcción de una planta industrial para el tratamiento integral de alpechines, capaz de tratar los residuos generados por dicha almazara que moltura 50.000 kg/día. La implantación del sistema de molturación en dos fases en la mayoría de las almazaras españolas, conllevó a una disminución en el vertido de residuos líquidos. Sin embargo, las propiedades del orujo de dos fases (alperujo) introdujeron dificultades que hicieron recalificar los problemas de los residuos generados en las almazaras, considerando el residuo sólido como el principal de la industria de obtención de aceite de oliva virgen. En esta línea y con el fin de completar este trabajo de investigación, se diseñó y construyó una planta para el tratamiento integral y valoración de residuos generados en las almazaras que utilizan el sistema de dos fases (alperujo y aguas de lavado), procediendo en primer lugar a realizar un remolido del alperujo en un decánter de tres fases donde se recupera parte del aceite retenido en el alperujo. A continuación, el alpechín producido en el remolido se pasa a la planta de tratamiento de residuos líquidos con lo que se consigue eliminar cualquier vertido contaminante. Resultados. De la investigación realizada se ha concluido que el proceso más apropiado para el tratamiento integral del alpechín es el que combina procesos físico-químicos y térmicos. Con el fin de evitar los problemas que presentan los sistemas de evaporación estudiados, se realiza un acondicionamiento del alpechín a base de tratamientos físico-químicos, y seguidamente se procede a su evaporación. A través de la información obtenida en ensayos de laboratorio de separación acelerada de sólidos, se deduce que el floculante ZETAG-50 es el que mejores resultados ofrece. Además, se ha comprobado que la utilización de técnicas de ultrasonidos no aporta una disminución significativa en el consumo de floculante. Se realizaron múltiples ensayos en la planta móvil con alpechín procedente de distintas zonas oleícolas, obteniéndose como subproductos del alpechín, agua que se puede utilizar para riego, y fango de alpechín (materia prima para compostaje). En la planta industrial de Sotoserrano, a parte del agua para riego y el fango de alpechín para compostaje, se recupera parte del aceite ocluido en el alpechín. La utilización de una caldera mixta como fuente de energía térmica, que utiliza gasoil en la etapa de arranque, para posteriormente utilizar como combustible el orujo de tres fases que se genera en el proceso de obtención de aceite de oliva virgen en la propia almazara, permite rentabilizar el proceso de tratamiento integral. Se verifica que la planta de demostración construida en Baena es capaz de tratar todos los residuos que se generan en una almazara tipo. El secado mecánico del alperujo permite recuperar parte del aceite retenido en el mismo y obtener orujo de tres fases. El alpechín generado aumenta el volumen de residuos líquidos, que son conducidos a la etapa de tratamiento de alpechines, obteniéndose como resultado final los mismos subproductos que en la planta de Sotoserrano. Conclusiones. El trabajo de tesis presentado pone de manifiesto que el sistema propuesto de tratamiento integral y de valorización de los residuos generados en una almazara, es capaz de complementar los sistemas de obtención de aceite de oliva virgen de 2 y 3 fases, logrando convertir los residuos generados (sólidos y líquidos) en subproductos. El floculante que mejores resultados ofrece para ser utilizado con alpechín es el ZETAG-50, con una concentración más favorable de 700 ppm. La neutralización previa del alpechín, aun disminuyendo el consumo de floculante, no produce flóculos suficientemente estables para que el proceso de filtración se lleve a cabo en filtro prensa. El tamaño del flóculo formado es pequeño y dificulta la filtración por el taponamiento de las telas de filtración. La adición de sulfato de aluminio como coagulante tampoco ofrece los resultados esperados a partir de las pruebas de laboratorio. La implantación a nivel industrial del proceso de separación de sólidos utilizando técnicas de ultrasonidos no es recomendable por varios motivos: el ahorro en reactivos químicos no compensa el coste económico del sistema, las dificultades técnicas del mismo y la incertidumbre de su funcionamiento a escala industrial. El diseño del evaporador de la planta de Sotoserrano garantiza períodos de funcionamiento sin paradas de al menos 1.500 h. Dado que la almazara funciona unos 50 días al año, la limpieza del equipo sólo sería necesaria una vez por campaña, aprovechando las etapas de inactividad de la almazara. La separación acelerada de sólidos del alpechín, antes de introducirlo en el evaporador, implica que no sean necesarias altas temperaturas de evaporación, permitiendo al equipo de Sotoserrano operar a presión atmosférica. La energía del vapor generado en el proceso de depuración en la planta de Sotoserrano se utiliza, además de para precalentar el alpechín sin sólidos procedente de la separación acelerada, para otras necesidades y servicios energéticos de la almazara. Para garantizar la rentabilidad económica de la planta, es necesario encontrar salida al exceso de vapor generado. El sistema de tratamiento integral de alpechín, permite recuperar agua condensada, parte del aceite ocluido en el alpechín y fango de alpechín con el que se puede producir compostaje. La versatilidad de la planta de demostración construida en Baena permite tratar todos los residuos que se generan en una almazara, tanto sólidos como líquidos. El prototipo de evaporador funcionó correctamente durante los ensayos realizados una vez llevadas a cabo las modificaciones descritas en el capítulo VII, obteniéndose agua utilizable en el equipo de preparación de polielectrolito o para riego. El sistema de regulación de la planta ha funcionado perfectamente, tanto desde los Paneles de operador como desde el sistema SCADA. Presenta la ventaja adicional del denominado TELESERVICIO, que a través de la red telefónica conmutada, proporciona acceso remoto a la instalación, pudiendo modificar el programa sin tener que desplazarse los técnicos especialistas a la planta.