En la industria de las bebidas, el agua es tanto la base del producto como el medio para el proceso de saneamiento. El agua es un actor activo en casi todas las etapas del proceso de producción de alimentos y bebidas, ya que es el principal agente de limpieza para la planta de producción, el agente de limpieza intermedio entre lotes, la fuerza motriz para el transporte de materiales y un ingrediente del producto en sí. Tanto el agua entrante como la efluente en la industria de alimentos y bebidas deben ser monitoreados para garantizar el cumplimiento de las regulaciones locales y federales. Dado que la industria de alimentos y bebidas utiliza una cantidad significativa de agua en todo el proceso de producción, la creación de mejores formas de tratar y monitorear las aguas residuales está a la vanguardia de los objetivos operativos y de sostenibilidad para, en última instancia, reducir los costos y el tiempo de inactividad y, al mismo tiempo, cumplir con las normas ambientales.
Desafíos con las aguas residuales de las destilerías
Las aguas residuales de las destilerías son una de las aguas más contaminadas para tratar y eliminar en la industria de alimentos y bebidas. Aproximadamente, el 88% de las materias primas de una destilería se convierten solo en residuos*. Es difícil tratar y eliminar estas aguas residuales debido a su color oscuro, alta temperatura, alto contenido de cenizas, bajo pH y altas cantidades de material orgánico e inorgánico disuelto.
Si bien las características de estas aguas residuales industriales dependen del proceso de etanol y la materia prima de una instalación, las aguas residuales de las destilerías suelen tener altos niveles de concentraciones de demanda biológica de oxígeno (DBO) y demanda química de oxígeno (DQO) que, si no se tratan, representan una gran amenaza para la vida acuática circundante que vive en los cuerpos de agua a los que se descargan. El tratamiento de las aguas residuales de las destilerías varía de una instalación a otra, pero las principales prácticas de tratamiento incluyen prácticas físicas, biológicas y químicas.
Monitoreo de carbono orgánico total vs. DBO/DQO
El monitoreo del carbono orgánico total (TOC) en las aguas residuales de las destilerías es importante para el cumplimiento normativo, ya que los compuestos orgánicos que salen de una instalación sin tratar serán descompuestos por microorganismos que viven en el agua en la que se libera el efluente. Si bien esto puede no parecer catastrófico, los microorganismos que descomponen los compuestos orgánicos agotan el contenido de oxígeno disuelto en el agua mientras están ocupados digiriendo los compuestos orgánicos. Es comprensible que el monitoreo de los compuestos orgánicos en las aguas residuales efluentes sea vital para garantizar que sean seguros para el entorno acuático circundante.
Si bien las pruebas de DBO y DQO son métodos confiables para determinar la cantidad de desechos que hay en las aguas residuales, ambas pruebas tienen limitaciones que les impiden proporcionar datos procesables sobre la calidad del efluente en tiempo real. La DBO tarda días en proporcionar resultados, tiene poca reproducibilidad y es susceptible a inferencias con productos químicos tóxicos que se encuentran comúnmente en las aguas residuales de las destilerías. La DQO produce resultados más rápido que la DBO, pero sus datos suelen ser superiores a los de la DBO, no siempre es adecuada para ciertas aplicaciones y genera residuos mediante el uso de productos químicos tóxicos durante el análisis que deben eliminarse adecuadamente.
El uso del carbono orgánico total para monitorear los compuestos orgánicos en las aguas residuales es más eficiente que la DBO/DQO y proporciona información procesable para ahorrar costos y cumplir con las normas. En cuestión de minutos, el análisis de carbono orgánico total puede cuantificar el carbono total en una muestra al generar CO2 a través de una reacción oxidativa que tiene menos interferencia y no utiliza productos químicos tóxicos para el análisis. La DBO y la DQO miden indirectamente el contenido orgánico calculando la demanda de oxígeno, mientras que el TOC monitorea directamente la carga y la eliminación de carbono, que es la carga principal de las aguas residuales de la destilería y el objetivo que se eliminará durante el tratamiento de aguas residuales. En comparación con la DBO y la DQO, el análisis de carbono orgánico total proporciona un tiempo de actividad óptimo con resultados más precisos y rápidos para que los operadores puedan tomar decisiones basadas en datos sin demoras ni el uso de productos químicos tóxicos.
Análisis en línea para una rápida toma de decisiones
Otro beneficio de medir el carbono orgánico total es que hay más opciones para los usuarios que desean tomar muestras periódicamente (que se pueden analizar a través de unidades de carbono orgánico total de laboratorio) o un monitoreo continuo (a través de unidades de carbono orgánico total en línea). Los analizadores en línea les permiten a las instalaciones generar datos en tiempo real sobre su flujo de aguas residuales y decidir rápidamente si necesitan o no reintroducir las aguas residuales efluentes en el proceso de tratamiento por no cumplir con las normas. Para esta aplicación, las destilerías deben elegir analizadores en línea que sean confiables en cuanto a la calidad de los datos y lo suficientemente aptos como para manejar matrices de muestras complejas, y que respondan a los cambios en el sistema.
El analizador en línea Sievers* TOC-R3 utiliza un método de combustión a alta temperatura no catalítico que ofrece un mantenimiento simple y un bajo costo de propiedad, lo que se traduce en un alto tiempo de actividad del instrumento. Sus capacidades estándar automatizadas de dilución, enjuague y control permiten un alto tiempo de actividad, incluso en matrices de muestras complicadas. El Sievers TOC-R3 está construido con un diseño modular resistente que proporciona una rápida capacidad de respuesta a los cambios en la matriz de la muestra y confiabilidad a través de diagnósticos predictivos.
Alcanzar los objetivos de cumplimiento y sostenibilidad
Las industrias de alimentos y bebidas deben monitorear las aguas residuales de una manera rentable y cumplir con los requisitos regulatorios. El monitoreo de las aguas residuales mediante el análisis de carbono orgánico total en línea les proporciona a las instalaciones de la destilería un análisis confiable en tiempo real para tomar decisiones receptivas basadas en datos sobre los procesos de aguas residuales. El analizador en línea Sievers TOC-R3 cumple con estos requisitos a la vez que ofrece un alto tiempo de actividad del instrumento y un mantenimiento simple. Esto permite optimizar el uso, los recursos y el tratamiento del agua. Con la gran cantidad de agua utilizada en la producción de alimentos y bebidas, y las dificultades asociadas con el tratamiento y la eliminación de aguas residuales de las destilerías, la necesidad de contar con mejores herramientas de monitoreo es evidente para reducir los costos y el tiempo de inactividad y, al mismo tiempo, cumplir con las regulaciones de descarga.
Autora: Sara Speak
Sara Speak es especialista en aplicaciones de productos en Veolia Water Technologies & Solutions, y les brinda soporte y experiencia en aplicaciones a los clientes de instrumentos analíticos Sievers en industrias como la química, la petroquímica, la de alimentos y bebidas, y la de aguas residuales municipales.
Sara trabaja con los clientes para brindar capacitación, ayudar en la instalación de productos, optimizar el uso de equipos y demostrar la viabilidad en diferentes aplicaciones de prueba. Antes de su puesto actual, fue técnica de servicio de fábrica, responsable de reparar los instrumentos Sievers y solucionar los problemas que estos tuvieran. Anteriormente, Sara trabajó en la industria de alimentos y bebidas como técnica de laboratorio de control de calidad en MillerCoors y Leprino Foods. Tiene una licenciatura en Ciencias (B.S.) con especialización en Química y otra en Música (B.M.) con especialización en Interpretación de Violín de la Universidad Estatal Metropolitana de Denver.
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