Recuperación de condensados de industrias lacteas mediante tecnología de membranas. Evaluación técnica y económica

Resumen

Los crecientes costes en el suministro y tratamiento de aguas y la tendencia hacia políticas de eficiencia energética están obligando a la industria alimentaria en general, y el sector lácteo en particular, a buscar alternativas de reaprovechamiento de recursos económicamente beneficiosas. En este sentido, CAPSA FOOD (Corporación Alimentaria Peñasanta S.A.) se ha planteado la recuperación de condensados de flash cooler generados en el tratamiento UHT directo, donde diferentes tipos de leches y derivados lácteos son procesados con el fin de alargar su vida útil. Estas aguas están consideradas como efluentes de baja carga contaminante, lo que hace que, junto con su temperatura (40¿85ºC), presenten unas características atractivas para su reutilización. En este marco se desarrolla la presente tesis doctoral, donde se propone el tratamiento de estos condensados mediante técnicas de membranas con el objetivo principal de producción de agua de alta calidad para alimentación a calderas. El estudio, de carácter semi-industrial de acuerdo a los volúmenes manejados, se llevó a cabo in situ utilizando aguas reales de la factoría cuya naturaleza heterogénea hizo que su tratamiento mediante membranas implicase cierto desafío. En la primera parte del estudio se realizó un análisis exhaustivo de los condensados obtenidos en los cuatro flash coolers operativos en la fábrica, para lo cual se tomaron muestras, durante semanas, en distintos momentos de sus ciclos observándose que, a pesar del bajo nivel de contaminación de las aguas, su heterogeneidad iba marcada tanto por el modo de funcionamiento de cada unidad así como por el momento del ciclo en el que se tomaba la muestra. De acuerdo con la composición media de los condensados se valoraron diferentes alternativas de tratamiento, utilizándose membranas de nanofiltración y ósmosis inversa de diferentes características. Ensayos en discontinuo permitieron seleccionar la opción más viable desde el punto de vista técnico y de cumplimiento de los objetivos propuestos. La ósmosis inversa con membranas de la gama Duratherm® (GE Water & Process Technologies, USA) junto con un post-tratamiento de carbón activo demostró ser la propuesta más adecuada. El uso de regresiones empíricas y modelos teóricos basados en la termodinámica irreversible facilitó la predicción de rechazos a diferentes grados de concentración, lo cual resultará de utilidad para una posible instalación industrial. Los resultados obtenidos en la experimentación en discontinuo proporcionaron información suficiente para seleccionar las condiciones óptimas de trabajo en continuo. Los ensayos de larga duración determinaron el cumplimiento real de la calidad de agua objetivo para calderas y ayudaron a definir, por ejemplo, las necesidades y rutinas de limpieza. Finalmente, toda la información y experiencia adquirida en continuo fue utilizada como base para un análisis económico completo, donde se demostró la rentabilidad del proceso.