tratamiento de aguas provenientes de la producción de inulina

8/15/2019 Tratamiento de Aguas Provenientes de La Producción de Inulina

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MORELIA

“JoséMaría Morelo s Y Pavón ”

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA BIOQUÍMICA

INGENIERÍA Y GESTIÓN AMBIENTAL

“TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN UNA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE

INULINA”

ALUMNAS:

KATHYA MENDOZA ESQUIVEL 12121053

KARINA OROZCO NATIVIDAD 1212061

ZAIRA ZYANYA RAMÍREZ SOTO 12121070

SANDRA MONTSERRAT RUIZ MORENO 12121076

DOCENTE:

M.C. CRISTINA FARIAS

MORELIA, MICHOACÁN A 16 DE ABRIL


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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 1

CONTENIDO 2

1. Acciones para la minimización del uso de agua en el proceso 2

2. Propuesta s para la minimización del uso de agua en los servicios auxiliares 2

3. Reducción en la generación de aguas residuales 2

4. Diagrama de flujo general de las etapas del proceso 2

5. Equipos con los que se conformará la planta de tratamiento de aguas, así como su acondicionamiento: 3

CONCLUSIÓN 6

REFERENCIAS 7


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ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1. EQUIPOS QUE SE EMPLEARAN 3

TABLA 2. TRATAMIENTOS DE LOS EFLUENTES 4

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1. DIAGRAMA DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE INULINA 2

FIGURA 2. COMPOSICIÓN DE AGUAS DEL PROCESO 3


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INTRODUCCIÓN A nivel industrial, la inulina se presenta como polvo blanco, sin olor, con sabor neutral y sin efecto residual. El proceso d e

producción de inulina a partir de Agave consta de 6 etapas: obtención y acondicionamiento de materia prima, obtenciónde jugo, clarificación, hidrólisis, evaporación y secado. En la actualidad la inulina se incluye en numerosos productosalimenticios por su cualidad como prebiótico. Su aplicación va desde nutracéutico (naturales) y dietéticos, productos

lácteos, repostería, alimentos para animales y sustituto de grasas. A continuación se presenta en forma detallada yexplicita el proceso de producción para la producción para la obtención de inulina en polvo:

Recepción de materia primaEl agave que llega del campo se recibe en el área de recepción de materia prima. Aquí mismo se inspecciona con el fin

de asegurarse que el agave recibido será utilizado para el proceso productivo, en especial, el agave no debe depresentar ningún tipo de plaga o baja calidad en su estructura, su apariencia debe ser saludable.Pesado

La piña se pesa en una báscula, para establecer la cantidad entregada y así tener el dato útil para planear la producciónen base a la materia prima disponible.LavadoSe coloca el agave sobre la banda transportadora, donde se realiza un lavado por aspersión, eliminando así la suciedadsuperficial de este.Trozado

El trozado del agave se realiza mediante cortadoras, las cuales cortan el agave en un tamaño uniforme de 30 a 50 cm.Prensado

En esta operación se extrae el jugo de agave, alcanzando una humedad mínima de 5% y máxima de 50%, y el arrastrede carbohidratos residuales de los tejidos vegetales por recirculación de agua caliente.Purificación

Para la purificación el jugo se calienta a temperatura de 50°C a 150°C y se le adiciona el matabisulfito de sodio, en unaproporción de 20 a 2400 ppm.FiltraciónPara separar los posibles solidos del jugo, se realiza un proceso de filtración, el diámetro de poro será de 0.45micrómetros.

HidrólisisSe utiliza ácido fosfórico al 1% a una temperatura de 80% y 90 minutos de hidrólisis.

DesmineralizaciónLa desmineralización se realiza utilizando un intercambio iónico, se usan resinas de intercambio iónico que eliminan e100% de sales contenidas en el agua.Decoloración con carbono activadoSe usaran carbonos que actúen n un pH entre 2 y 7. Se obtendrá un excelente resultado para la decoloración de agua yen la retención de contaminantes orgánicos. Por sus características, el carbón es muy eficaz en la eliminación de sabor y

olor.Evaporación

Se realiza una evaporación a presión reducida, para la preparación de fructosa en agua, al llegar a 40-60° brix, en estase remueve el líquido de la solución, al término de la cual se obtendrá un producto concentrado, pero aun líquido.Secado

Para el secado se utilizara un secado por aspersión, el cual nos permite la preservación de las características de nuestroproducto.Llenado

La presentación para su venta será en bolsas tipo pouch de 250 g, usando una llenadora volumétrica.Empaque

Al finalizar el llenado, se empacan las bolsas en una caja de cartónAlmacenamientoEl producto terminado se almacena hasta que este se transporte para la entrega final.


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CONTENIDO

1. Acciones para la minimización del uso de agua en el proceso

Se propone la inspección de tuberías a lo largo del proceso, con especial atención de las del proceso de lavado yevaporación, así como la que conduce la salmuera para la limpieza de las resinas de intercambio iónico. La inspección

sería para revisar que estas tuberías no tengan fugas y, en el caso del evaporador, liberación de este mismo. También sepropone el uso de aspersores para el lavado de las piñas, pues usa menos agua ya que la presión ayuda a retirar lasuciedad en la piña, y que se encuentre la cantidad óptima que se necesita para el completo lavado sin usar agua

innecesaria.

2. Propuestas para la minimización del uso de agua en los servicios auxiliares

Se contará con un sistema de captación pluvial en el techo de la planta, y el agua recolectada será dirigida para su usoen riego y en los sanitarios, que también tendrán un sistema de ahorro de agua.

Otra acción será la impartición de pláticas a los empleados, en las que se haga consciencia de la importancia del agua y

por qué debemos disminuir su uso.

3. Reducción en la generación de aguas residuales

Para reducir la cantidad de aguas residuales se propone la recirculación del efluente proveniente del proceso deevaporación, a la cual se le reducirá la temperatura en una torre de enfriamiento, para posteriormente poder utilizarla en

la etapa de lavado de la materia prima. Así el agua no se revuelve con los otros efluentes que sí necesitan untratamiento. NOTA: A continuación se ha modificado el orden de los puntos 4, 5 y 6. Es entonces que el diagrama

de flujo general del proceso se coloca como punto 4 y los equipos al igual que su acondicionamiento secondensan en el punto 5. El motivo de estos cambios es que se pueda interpretar y bordar de mejor forma el

trabajo.

4. Diagrama de flujo general de las etapas del proceso

En el diagrama general del proceso se marcan en color rojo cuales operaciones general aguas residuales las cualesdeberán recibir un posterior tratamiento.

Figura 1. Diagrama del proceso de producción de inulina


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5. Equipos con los que se conformará la planta de tratamiento de aguas, así como su acondicionamiento:

A continuación se muestran las operaciones en las cuales se generan efluentes residuales, posteriormente la

composición de los mismos, si se les debe dar tratamiento y cuales equipos serán empleados para dicho tratamiento:

COMPOSICIÓN DEL EFLUENTE DE AGUA

1. Insectos

5. Agua con muchas sales(NaCl, KCl, etc.)

6. Agua caliente

2. Sólidos orgánicosgrandes

3. Solidos sedimentables4. Microorganismos

(bacterias, virus,hongos)

AGUA RESIDUAL CONSIDERADA PARA TRATAMIENTO

SI SI NO

Figura 2. Composición de aguas del proceso

Tabla 1. Equipos que se emplearan

EQUIPOS EMPLEADOS PARA LA MODIFICACIÓN DE PARÁMETROS DEL EFLUENTE

PRETRATAMIENTO(1, 2)

TRATAMIENTO TERCIARIO (5) -

Electro-desinfección -

Tamiz de malla 14

Tamiz de malla 25

TRATAMIENTO PRIMARIO (3)

Sedimentador

TRATAMIENTO TERCIARIO (3 y 4)

Micro filtración

Ultra filtración

Lavado Desmineralización Evaporación


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Para desarrollar este punto es importante considerar que el agua recibirá un tratamiento mediante el cual pueda ser reutilizada en el mismo proceso y contacto directo con el humano. Dicha agua deberá encontrarse regulada bajo la normaNOM-003-SEMARNAT-1997, la cual establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas

residuales tratadas que se rehúsan en servicios al público con el objeto de proteger al medio ambiente y la salud de lapoblación.

Tabla 2. Tratamientos de los efluentes

TRATAMIENTO DE EFLUENTE PROCEDENTE DEL LAVADO

PRETRATAMIENTO

Equipo de Tamizado con malla 14 y25

Se emplearán 2 tamices, de malla 14 y 25, esto debido a que dichoefluente contiene sólidos orgánicos grandes y posiblemente algún insecto,los cuales deben retirarse para no perjudicar el posterior uso de esta agua.Entre los parámetros que modifican se encuentran: separación de sólidos,reducción de carga contaminante: DQO, DBO y SS de manera sencilla y

económico. El motivo por el cual se selecciona dicho aparato es que adiferencia de los demás equipos de pretratamiento, la filtración de sólidosmediante el tamizado supone una reducción en el costo de los posteriorestratamientos, ya que reduce el dimensionamiento de las partículas aeliminar en pasos posteriores.

TRATAMIENTO PRIMARIO

Sedimentador

Se empleará un Sedimentador, debido a que el efluente contiene sólidossedimentables y material flotante, lo cual es necesario remover, paradisminuir la concentración de sólidos suspendidos. Entre los parámetrosque modifica se encuentra: remoción del 50% y 70% de SST (Sólidossuspendidos totales) y entre el 25% y 40% de la DBO 5. Aproximadamenteeste equipo tardará de 1.5 a 2.5 horas para un caudal medio. El motivo porel cual se selecciona dicho aparato es que de acuerdo a la normaestablecida (NOM-003-SEMARNAT-1997) el límite máximo permisible deSST es de 20 mg/L y de acuerdo a la Norma Mexicana NMX-AA-006 lamateria flotante debe estar ausente en agua residual tratada.

TRATAMIENTO TERCIARIO

Micro filtración

La microfiltración será empleada para la eliminación de sólidos pequeños(mayores a 0.1 µm) y bacterias, se escoge este equipo porque posee una

alta eficiencia eliminando arriba de un 90 % de los microorganismospatógenos, de un 85 a 95 % de sólidos suspendidos totales, un 92 % deturbidez y un 85 % de DQO presentes en el efluente. También por el bajoconsumo energético que requiere, puede tratar grandes volúmenes deagua, tiene un bajo costo de operación y no se necesita un gran espaciopara el equipo que la lleva a cabo.

Ultra-FiltradorSe empleará un equipo que realice la ultrafiltración, para eliminar de


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manera completa las partículas en suspensión (bacterias, parásitos, virus,moléculas orgánicas y coloidales durante el tratamiento de dichas aguas.Entre los parámetros que modifican se encuentra el 99.99% de bacterias yvirus, además de la remoción de materia orgánica sobrante de hasta un90%. El motivo por el cual se selecciona dicho aparato es que la calidadde agua tratada es constante y a diferencia de otro equipos, la eliminaciónes total en cuanto a las partículas en suspensión que pudiesen no habersido eliminadas anteriormente, además su construcción es compacta y lahuella ambiental mínima. Es que de acuerdo a la norma establecida(NOM-003-SEMARNAT-1997) el límite máximo permisible para coliformesfecales es de 240 NMP/100 ml y huevos de helminto ≤ 1 h/L, los cualesentrarían en el rango para la finalidad de estas aguas.

TRATAMIENTO DE EFLUENTE PROCEDENTE DEL DESMINERALIZADOR

TRATAMIENTO TERCIARIO

Equipo de Electro-desinfección

Se empleará un equipo para llevar a cabo electro-desinfección debido aque este efluente será el proveniente del lavado de las resinas y por lotanto el contenido en sales será elevado. Entre los parámetros que

modifica se encuentran: elimina microorganismos patógenos (bacterias yvirus), disminuye al menos el 95% de la DBO y el 85% de la DQO. Elmotivo por el cual se selecciona dicho aparato es su bajo costo dematerias primas, fácil instalación y mantenimiento además de que noutiliza productos químicos a diferencia de otros equipos de tratamientoterciario.

Para el mantenimiento de los equipos y tuberías, así como tener una buena calidad de producto, se debe realizar una

limpieza con agua y jabón, que circule por las tuberías, esta agua también será tratada pues tendrá alto contenido de jabones. Para eliminarlos se usará un tratamiento con carbón activado, en este los compuestos del jabón seránadsorbidos en la superficie de las partículas de carbón. Saliendo de este tratamiento, el agua se mezclará con la

corriente del agua tratada del lavado, integrándose antes de la etapa de filtración.


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CONCLUSIÓN

En la formulación, planeación y diseño de un sistema de tratamiento de aguas residuales procedentes de la producciónde inulina se consideraron objetivos diferentes, teniendo en cuenta la disponibilidad de recursos económicos y técnicosasí como los criterios establecidos para descarga de efluentes y motivaciones ecológicas. En este caso, la función detratamiento de las aguas residuales será el garantizar que no existirán efectos nocivos a la salud por entrar en contacto

con el agua tratada en las actividades antes descritas.


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REFERENCIAS

Agua residual municipal tratada. En línea. Disponible enhttp://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/glossary/search.html?termId=4270&submitBtn=s&cls=yes

Agua residual. En línea. Disponible enhttp://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/glossary/search.html?termId=4270&submitBtn=s&cls=yes

Ánodo de titanium para el generador de hipoclorito. En línea. Disponible en: http://es.made-in

china.com/co_eladetech/product_Titanium-Anode-for-Hypochloritor-Generator_hrusginyu.html Ánodo para la Electrodesinfección con cloro. En línea. Disponible en: http://spanish.forbuyers.com/dp3358814/ Castillo-Ledezma, J. H., Vigil, A. L. M., & Bandala, E. R. Temas Selcetos de Ingeniería de Alimentos 4—ü. Cloro utilizado para la desinfección de agua. En línea. Disponible en http://www.smart

fertilizer.com/es/articles/chlorine

Electrodesinfección. En línea. Disponible en: http://www.cyclusid.com/tecnologias-aguas-residuales/tratamientoaguas/tratamiento-terciario/electrodesinfeccion/

GUÍA PARA EL DISEÑO DE DESARENADORES Y SEDIMENTADORES. En línea. Disponible en

http://www.bvsde.paho.org/bvsatp/e/tecnoapro/documentos/agua/158esp -diseno-desare.pdf Pancorbo. J. Francisco. (s.f.). Desinfección del agua mediante procedimientos electrofísicos cobre/plata

http://dspace.universia.net/bitstream/2024/233/1/DESINFECCION+DEL+AGUA+MEDIANTE+COBRE -PLATA.pdf SECRETARÍA DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES; NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-003

SEMARNAT-1997 En línea. Disponible enhttp://www.sedema.df.gob.mx/sedema/images/archivos/sedema/leyes-reglamentos/normas/federales/NOM-003-SEMARNAT-1997.pdf

SEDIMENTADORES Tratamiento terciario de aguas residuales. En línea. Disponible en

https://www.rwlwater.com/tratamiento-terciario-aguas-residuales/?lang=es Tamices para pretratamientos del agua. En línea. Disponible en

http://www.tratamientosdelaguaydepuracion.es/tamiz-estatico-pretratamientos.html Ultrafiltración. En línea. Disponible en: http://procesosbio.wikispaces.com/ultrafiltraci%C3%B3n Utilización de sistemas alternativos al uso de biocidas para el control de legionelosis. En línea. Disponible en

http://www.higieneambiental.com/sites/default/files/images/pdf/ESTUDIO_LEGIONELLA_ANECPLA.pdf
http://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/glossary/search.html?termId=4270&submitBtn=s&cls=yeshttp://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/glossary/search.html?termId=4270&submitBtn=s&cls=yeshttp://es.made-in-china.com/co_eladetech/product_Titanium-Anode-for-Hypochloritor-Generator_hrusginyu.htmlhttp://es.made-in-china.com/co_eladetech/product_Titanium-Anode-for-Hypochloritor-Generator_hrusginyu.htmlhttp://spanish.forbuyers.com/dp3358814/http://www.smart-fertilizer.com/es/articles/chlorinehttp://www.smart-fertilizer.com/es/articles/chlorinehttp://www.cyclusid.com/tecnologias-aguas-residuales/tratamiento-aguas/tratamiento-terciario/electrodesinfeccion/http://www.cyclusid.com/tecnologias-aguas-residuales/tratamiento-aguas/tratamiento-terciario/electrodesinfeccion/http://www.bvsde.paho.org/bvsatp/e/tecnoapro/documentos/agua/158esp-diseno-desare.pdfhttp://dspace.universia.net/bitstream/2024/233/1/DESINFECCION+DEL+AGUA+MEDIANTE+COBRE-PLATA.pdfhttp://www.sedema.df.gob.mx/sedema/images/archivos/sedema/leyes-reglamentos/normas/federales/NOM-003-SEMARNAT-1997.pdfhttp://www.sedema.df.gob.mx/sedema/images/archivos/sedema/leyes-reglamentos/normas/federales/NOM-003-SEMARNAT-1997.pdfhttps://www.rwlwater.com/tratamiento-terciario-aguas-residuales/?lang=eshttp://www.tratamientosdelaguaydepuracion.es/tamiz-estatico-pretratamientos.htmlhttp://procesosbio.wikispaces.com/ultrafiltraci%C3%B3nhttp://www.higieneambiental.com/sites/default/files/images/pdf/ESTUDIO_LEGIONELLA_ANECPLA.pdfhttp://www.higieneambiental.com/sites/default/files/images/pdf/ESTUDIO_LEGIONELLA_ANECPLA.pdfhttp://procesosbio.wikispaces.com/ultrafiltraci%C3%B3nhttp://www.tratamientosdelaguaydepuracion.es/tamiz-estatico-pretratamientos.htmlhttps://www.rwlwater.com/tratamiento-terciario-aguas-residuales/?lang=eshttp://www.sedema.df.gob.mx/sedema/images/archivos/sedema/leyes-reglamentos/normas/federales/NOM-003-SEMARNAT-1997.pdfhttp://www.sedema.df.gob.mx/sedema/images/archivos/sedema/leyes-reglamentos/normas/federales/NOM-003-SEMARNAT-1997.pdfhttp://dspace.universia.net/bitstream/2024/233/1/DESINFECCION+DEL+AGUA+MEDIANTE+COBRE-PLATA.pdfhttp://www.bvsde.paho.org/bvsatp/e/tecnoapro/documentos/agua/158esp-diseno-desare.pdfhttp://www.cyclusid.com/tecnologias-aguas-residuales/tratamiento-aguas/tratamiento-terciario/electrodesinfeccion/http://www.cyclusid.com/tecnologias-aguas-residuales/tratamiento-aguas/tratamiento-terciario/electrodesinfeccion/http://www.smart-fertilizer.com/es/articles/chlorinehttp://www.smart-fertilizer.com/es/articles/chlorinehttp://spanish.forbuyers.com/dp3358814/http://es.made-in-china.com/co_eladetech/product_Titanium-Anode-for-Hypochloritor-Generator_hrusginyu.htmlhttp://es.made-in-china.com/co_eladetech/product_Titanium-Anode-for-Hypochloritor-Generator_hrusginyu.htmlhttp://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/glossary/search.html?termId=4270&submitBtn=s&cls=yeshttp://www.fao.org/nr/water/aquastat/data/glossary/search.html?termId=4270&submitBtn=s&cls=yes

tratamiento de aguas provenientes de la producción de inulina

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