ES2202071T3 - Proceso para la eliminacion de residuos solidos procedentes del tratamiento de materiales de origen animal. - Google Patents
Proceso para la eliminacion de residuos solidos procedentes del tratamiento de materiales de origen animal.Info
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Abstract
Un proceso para recuperar NaCl y transformar un residuo sólido o líquido no vertible al medio ambiente en un residuo vertible al medio ambiente, mediante el tratamiento de un material de origen animal que produce dicho residuo no vertible, el cual contiene productos proteicos de origen animal y productos de naturaleza salina, caracterizado porque dichos productos de naturaleza salina comprenden agua, NaCl, CaO y sulfuros, y porque el proceso consta de una primera etapa que incluye las operaciones de: hidrolizar dichos productos proteicos para obtener un licor peptídico salino; transformar el CaO en CaCO3 y los sulfuros en compuestos sólidos de azufre, y separar dichos sólidos para depurar dicho licor peptídico salino; y de una segunda etapa consecutiva a dicha primera etapa, que incluye las operaciones de: eliminar agua de dicho licor salino depurado para formar un líquido residual; y separar de dicho licor peptídico salino cloruro sódico purificado, como producto industrialmente útil, y obtener un producto secundario peptídico útil o combustible, de manera que, tras dichas dos etapas consecutivas del tratamiento, dicho líquido residual lleva un resto de contaminante suficientemente bajo para poderlo mandar a una planta depuradora corriente o directamente a un punto de vertido.
Description
Proceso para la eliminación de residuos sólidos
procedentes del tratamiento de materiales de origen animal.
La presente invención se refiere a un proceso
para eliminar residuos sólidos o líquidos derivados de operaciones
de tratamiento de materiales de origen animal, sobre todo de los que
han sido sometidos a tratamientos con sal común (cloruro sódico)
para su conservación u otros fines. Son ejemplos de tales residuos
los procedentes de baños de cal, licores de remojo o desalinización
y otros residuos de curtición en fase sólida o líquida, así como
licores cargados con materia orgánica procedente de plantas de
tratamiento de pescado, como despojos de atún, anchoas y análogos, y
también de plantas de tratamiento de carne, como residuos de
matanza, de conservas, de piensos y similares.
El proceso según la presente invención permite
eliminar el vertido de residuos muy contaminantes, proporcionando
tres productos finales: un producto sólido útil para la agricultura,
un concentrado de péptidos útil para la agricultura y la industria o
destinado a la destrucción térmica como combustible alternativo, y
sal (cloruro sódico), reutilizable en procesos industriales como
p.ej. la curtición de pieles.
Como ya es sabido, haciendo especial referencia a
la industria del tratamiento de pieles, antes de las etapas de
curtición, las pieles se baten para soltar las sales, luego se
someten a un tratamiento de remojo o desalado, eventualmente con
posteriores lavados, y a continuación se tratan con un llamado
"baño de cal" (BDC) en medio muy alcalino, utilizando sulfuro
sódico y otras sustancias, para facilitar las etapas siguientes de
curtición y mejorar así la calidad del curtido final. El licor
saliente de los baños de cal está muy contaminado, con una DQO
comprendida entre 15.000 y 40.000 mg/l, de 1.500 a 5.000 mg/l de
sulfuros y 20.000 a 50.000 mg/l de cloruros, se drena tras una
posible separación de las fases sólidas (como p.ej. el pelo no
disuelto) en la depuradora de la propia planta de curtición o se
conduce hacia una depuradora externa, para someterlo a tratamientos
de depuración químico-física y biológica.
Los métodos de depuración comúnmente adoptados
prevén la mera filtración, recuperando los licores que llevan iones
sulfuro, la ultrafiltración o, más simplemente, la acidificación con
ácidos como el sulfúrico o el clorhídrico a pH 3-6
(punto isoeléctrico de las proteínas contenidas en las tinas de
encalado) calentando o no, por un tiempo variable, seguido de
filtración y recuperación de un residuo orgánico.
No obstante, estos métodos de tratamiento solo
permiten una reducción de la DQO, del TKN (nitrógeno Kjeldahl total)
para la precipitación de proteínas, la reducción del sulfuro, la
clarificación del agua y por tanto solo superan parcialmente los
problemas que acarrea la depuración de la tina de encalado;
concretamente, hasta la fecha no se ha resuelto el problema debido a
la presencia de una gran DQO, TKN y cloruros, así como la
eliminación del lodo resultante.
Además, durante el tratamiento de depuración
surgen varios inconvenientes o problemas vinculados con la presencia
de licores de remojo, desalado y encalado, y posiblemente de otros
licores de lavado procedentes de esta primera etapa de curtición. De
aquí en adelante se citarán estos licores como "BDC". Entre
estos inconvenientes cabe mencionar la dificultad de la depuración
biológica, debido a la gran cantidad de carga orgánica por eliminar
y la consiguiente acumulación de considerables cantidades de lodo,
así como a la presencia de cantidades notables de sulfuros, que
pueden acarrear problemas, tanto de olor como de incremento de
sulfatos en los licores filtrados.
La posibilidad de precipitar sulfuros metálicos
difícilmente filtrables supone más problemas para una filtración
regular.
Asimismo, al parecer, la presencia de altos
porcentajes de cloruros en los BDCs, que no se separan de ninguna
manera durante el tratamiento de depuración
químico-física y biológica del licor, también puede
dar lugar a una concentración elevada de cloruro en los propios
licores depurados, haciendo que el parámetro "cloruros" supere
los valores límite establecidos por las disposiciones sobre vertido
de residuos, lo cual empeora considerablemente la gestión de toda la
planta depuradora.
Finalmente, otras dificultades son causadas por
el drenaje directo de los BDCs hacia la depuradora, p.ej. la posible
presencia en ella de sustancias bactericidas que obviamente
inactivarían la planta biológica.
Como ya se ha puesto de relieve, otros licores
drenados procedentes del tratamiento de materiales de origen animal,
incluyendo pescado, tienen altos contenidos de materia orgánica
proteica y de sales. Por tanto, ello puede tener consecuencias para
las plantas depuradoras de dichos licores, pues la concentración de
cloruro, no reducida mediante el proceso de depuración, puede
rebasar los límites legales establecidos para el vertido de los
licores depurados.
En aras de la simplicidad, en la siguiente
descripción se hará referencia concreta a los problemas relacionados
con las tinas de encalado y a la superación de los mismos, como
ejemplo representativo de material adecuado para un proceso conforme
a la presente invención. Para una persona experimentada en este
campo es evidente que otras materias residuales altamente
contaminadas con restos orgánicos y cloruro sódico también podrán
tratarse conforme a la presente invención.
Un objeto de la presente invención es el de
implementar un proceso que funcione mediante sinergias
químico-físicas, tratando los BDCs por etapas, a fin
de recuperar productos útiles para el sector agrícola, ganadero e
industrial. Entre ellos están p.ej. los yesos de clarificación,
utilizados en agricultura como acondicionadores de suelos con
calcio; los concentrados de péptidos esterilizados por tratamiento
térmico, que proceden de proteínas de origen animal y también las
contienen, los cuales son útiles para el sector ganadero, agrícola e
industrial o eventualmente como combustible alternativo para
producir vapor reutilizable en el mismo proceso de fabricación; y
por último, caracterizando mejor la presente invención, una sal,
cloruro sódico (NaCl), obtenida por cristalización y refinada en
posteriores etapas, de uso general en la industria y, concretamente,
para reciclarla en las plantas de curtición durante la etapa de
piquelado.
Otro objeto de la presente invención, en el caso
de los residuos de las plantas de curtición, es el de implementar un
proceso para tratar no solo los BDCs como tales, sino también sus
mezclas con los licores de lavado empleados en los baños de
encalado, con todos los despojos de origen animal posiblemente
pretratados y considerados como residuos o desechos por las mismas
plantas de curtición o por compañías que trabajan en el campo de los
desperdicios de origen animal, como p.ej. descarnado, piezas
apelambradas, pelo, residuos de curtición, así como otros residuos
tratables de origen animal.
En tal caso, los propios BDCs, así como los BDCs
mezclados con cualquier desecho de origen animal, se clasifican como
"residuos de origen animal" y por tanto están sujetos a las
corrientes disposiciones europeas e italianas.
Estos objetivos se alcanzan, por una parte,
sometiendo los residuos de origen animal a procesos de hidrólisis y
de separación químico-física, y, por otra parte, a
procesos de físicos de ultrafiltración y ósmosis inversa y/o de
evaporación, cristalización y purificación del cloruro sódico, con
lo cual se obtiene un concentrado proteico reutilizable y el cloruro
sódico, también reutilizable. Dichos procesos están sinérgicamente
integrados entre sí y no solo dan finalmente un licor residual
filtrable, sino también productos reciclables útiles para el sector
agrícola, ganadero o de producción de energía térmica, e incluso
para la misma planta de tratamiento del material de origen animal,
con una ventaja en la eficiencia de los costes.
Operativamente, el proceso según la presente
invención consta de dos etapas: una primera etapa, designada de aquí
en adelante como "etapa 1", que comprende fases de tratamiento
del BDC desarrollables mediante varias vías tecnológicas con el fin
de: recuperar lodo peptídico y/o inorgánico destinado a uso agrícola
o industrial, recuperar sulfuro de hidrógeno en sus varios productos
finales (ácido sulfúrico para reciclar en las fases de dicha etapa 1
o eventualmente para venderlo, sulfuro amónico, bisulfito sódico,
sulfato cálcico, sulfuro sódico o sulfhidrato sódico, eventualmente
recuperable en las operaciones de curtido, etc.) y producir un licor
peptídico salino que, a continuación, se somete a una segunda etapa,
la "etapa 2". En esta segunda etapa, el concentrado de péptidos
y el cloruro sódico se recuperan por ultrafiltración y ósmosis
inversa y/o evaporación, cristalización y purificación de la sal,
todo ello obviamente estructurado en un proceso de producción
unitario.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención
es un proceso para recuperar NaCl y transformar un residuo sólido o
líquido no vertible al medio ambiente en un residuo sólido o líquido
que pueda verterse al medio ambiente, durante el tratamiento de un
material de origen animal, generador de dicho residuo no vertible,
el cual contiene productos proteicos de origen animal y productos de
naturaleza salina. Este proceso se caracteriza porque dichos
productos de naturaleza salina comprenden agua, NaCl, CaO y
sulfuros, y porque consta de una primera etapa que incluye las fases
de:
hidrólisis de dichos productos proteicos, para
obtener un licor peptídico salino; conversión del CaO en CaCO_{3}
y de los sulfuros en compuestos sólidos de azufre, y separación de
dichos sólidos para depurar dicho licor peptídico salino; y
una segunda etapa, subsiguiente a dicha primera
etapa, que incluye las fases de: eliminación de agua de dicho licor
salino purificado, para formar una líquido residual; separación del
cloruro sódico purificado de dicho licor peptídico, como producto
industrialmente aprovechable, y obtención de un subproducto
peptídico reutilizable o combustible,
de manera que, tras estas dos etapas consecutivas
del tratamiento, dicho líquido residual tenga un resto
suficientemente bajo de contaminante para poder enviarlo a una
planta depuradora corriente o, directamente, a un punto de
vertido.
Un objeto más específico de la presente invención
lo constituye un proceso, en el que dicha primera etapa del
tratamiento comprende las fases de: acumulación de dichos productos
proteicos de origen animal en una suspensión acuosa salina;
hidrólisis de dicha suspensión, en régimen continuo o por lotes, en
un medio marcadamente alcalino y en condiciones que van desde
temperatura ambiente a la presión atmosférica hasta 160ºC a presión
negativa, para obtener dicho licor peptídico; separación de los
sólidos contenidos en dicho licor; descalcificación de dicho licor
por reacción con dióxido de carbono u otros carbonatos o
bicarbonatos, para producir carbonato cálcico; y separación del
carbonato cálcico de dicho licor a pH 5-11, para
obtener un licor peptídico transparente que se pueda alimentar a
dicha segunda etapa. De manera más específica, la segunda etapa
comprende las fases de: concentración de dicho licor peptídico
salino evaporando suficiente cantidad del agua de la solución, para
obtener un preconcentrado cuya concentración de sal no supere la del
inicio de la cristalización; cristalización de la sal, eliminando de
dicho licor peptídico más agua de la solución; y separación de la
sal cristalizada del licor peptídico para obtener dicha sal y dicho
concentrado de péptidos.
En las reivindicaciones anexas se detallan otras
formas de ejecución de la presente invención.
Aquellas y otras características de la presente
invención se ilustran mejor mediante la descripción, indicada solo
como ejemplo y sin propósitos limitativos, de cinco ejemplos de
aplicación, cuatro de ellos experimentales y realizados en un
laboratorio y el otro aplicativo de un proceso a escala industrial,
con referencia a las figuras adjuntas, donde:
- Las figuras 1 a 4 representan, según un
diagrama de bloques, cuatro vías de operación diferentes para
efectuar la primera etapa del proceso conforme a la presente
invención;
- Las figuras 5 y 6 representan, según un
diagrama de bloques, dos vías de operación diferentes para efectuar
la segunda etapa del proceso conforme a la presente invención; y
- La figura 7 esquematiza una planta para llevar
a cabo el proceso conforme a la presente invención.
Descripción de la primera etapa, o "etapa
1", del proceso conforme a la presente invención:
Hasta la fecha, el estado técnico conoce varios
métodos que conducen a la recuperación de un lodo peptídico y/o
inorgánico, a la recuperación del sulfuro de hidrógeno formado y a
la producción de un licor peptídico salino. A continuación se
describen cuatro de estos métodos, escogidos entre los más
importantes y económicamente factibles para el caso.
Primer método para realizar la "etapa 1",
del proceso.
En el diagrama de bloques de la figura 1 se
ilustran las siguientes fases secuenciales:
a) Acumulación de los BDCs, eventualmente
mezclados con la sal recogida al batir las pieles, o ya presente en
los mismos BDCs - si en la planta de curtición puede eludirse la
fase de batido - con el pelo desprendido, posiblemente ya presente
en los mismos BDCs, disuelto o suspendido, con otros restos de
origen animal derivados de las etapas de curtición, o tal vez de
otras etapas, aunque no tengan relación con la industria de curtidos
(p.ej. harinas cárnicas, etc.).
b) Hidrólisis de los BDCs, para lo cual la
suspensión se alimenta al reactor por lotes o bien en continuo,
aprovechando el medio marcadamente alcalino de los propios BDCs o,
si es preciso, añadiendo un compuesto alcalino. Este tratamiento se
efectúa a alta temperatura y a presión (teniendo en cuenta las
leyes existentes en el campo del tratamiento de los residuos de
origen animal se puede considerar un proceso a 133ºC durante 2
minutos a bar; sin embargo es posible que la hidrólisis también se
pueda llevar a cabo a temperatura ambiente sin presión, prolongando
a voluntad los tiempos de tratamiento).
c) Separación de los sólidos. Después de
la hidrólisis, el álcali turbio es alimentado a un separador de
sólidos (hidróxido y sulfato cálcicos, trazas de pelo no disuelto,
etc.) donde el licor peptídico, tratado térmicamente, siempre que
los pasos se realicen conforme a las disposiciones vigentes sobre
residuos de origen animal, y luego también esterilizado, pasa al
siguiente tratamiento, mientras que el sólido separado puede
alimentarse a un proceso de prensado y secado.
d) Descalcificación del licor peptídico.
El licor obtenido del proceso c) es alimentado a reactores
específicos a los cuales se añade dióxido de carbono u otros
carbonatos o bicarbonatos, para obtener carbonato cálcico que puede
recuperarse como tal o mezclarse con los sólidos obtenidos
previamente. Este tratamiento se puede efectuar en caliente o en
frío y puede completarse, antes o después de separar el carbonato
cálcico, rebajando el pH a 5-8 mediante la adición
de ácido clorhídrico u otros ácidos apropiados (preferiblemente
ácido clorhídrico, porque produce cloruro sódico recuperable) y
barriendo luego con aire o nitrógeno para desprender completamente
los sulfuros disueltos como sulfuro de hidrógeno. Este último paso
(barrido con aire o nitrógeno) también puede realizarse sin añadir
ácido. Dichos pasos pueden ser posteriores a la separación del
carbonato cálcico, es decir operando sobre el licor salino
transparente, tal como ilustra el diagrama de bloques de la Fig.
1.
e) Separación del carbonato cálcico. El
licor turbio, con 5-11 de pH (7-8
en promedio), se alimenta a un separador del carbonato cálcico, el
cual se puede prensar y secar para ser vendido como tal o mezclado
con el sólido obtenido en el proceso c) y, dado el caso, se prensa
y/o seca y se vende en el sector agrícola como acondicionador o
aditivo para suelos. Este sólido también puede tener usos ganaderos
e industriales. El licor peptídico descalcificado se acumula y
queda a punto para la etapa 2 del proceso objeto de la presente
invención, aquí revelado.
f) Tratamiento del sulfuro de hidrógeno.
La corriente de gas que lleva el sulfuro de hidrógeno procedente de
d) se somete a tratamientos apropiados, pensados para su
recuperación como ácido sulfúrico, sulfato cálcico, sulfuro amónico,
bisulfito sódico, sulfuro sódico o sulfhidrato sódico, etc.
Segundo método para realizar la "etapa 1",
del proceso.
En el diagrama de bloques de la figura 2 se
ilustran las siguientes fases secuenciales:
a) Acumulación de los BDCs, eventualmente
mezclados con la sal recogida al batir las pieles, o ya presente en
los mismos BDCs - si en la planta de curtición puede eludirse la
fase de batido - con el pelo desprendido, posiblemente ya presente
en los mismos BDCs, disuelto o suspendido, con otros restos de
origen animal derivados de las etapas de curtición, o tal vez de
otras etapas, aunque no tengan relación con la industria de curtidos
(p.ej. harinas cárnicas, etc.).
b) Hidrólisis de los BDCs, para lo cual la
suspensión se alimenta al reactor por lotes o bien en continuo,
aprovechando el medio marcadamente alcalino de los propios BDCs o,
si es preciso, añadiendo un compuesto alcalino. Este tratamiento se
efectúa a alta temperatura y a presión (teniendo en cuenta las
leyes existentes en el campo del tratamiento de los residuos de
origen animal se puede considerar un proceso a 133ºC durante 2
minutos a bar; sin embargo es posible que la hidrólisis también se
pueda llevar a cabo a temperatura ambiente sin presión, prolongando
a voluntad los tiempos de tratamiento).
c) Tratamiento ácido del licor turbio después
del proceso de hidrólisis. El licor alcalino turbio se
acidifica con ácido sulfúrico u otro ácido en cantidad suficiente
para rebajar su pH a 0-6. El tratamiento puede
hacerse en caliente o en frío, de manera que dure el tiempo
necesario para eliminar como sulfuro de hidrógeno los sulfuros
presentes en la solución. El tratamiento puede completarse
barriendo con aire o nitrógeno, para llegar a desprender
totalmente, en forma de sulfuro de hidrógeno, los sulfuros presentes
en la solución.
d) Tratamiento alcalino del licor turbio.
El licor ácido turbio resultante de c) se trata con lechada de cal
u otro compuesto alcalino, para precipitar el ácido sulfúrico u
otro ácido anteriormente añadido como sulfato o la otra sal. Este
tratamiento puede realizarse en caliente o en frío (como en el
proceso estándar se usa sulfúrico como ácido e hidróxido cálcico
como base, a fin de obtener sulfato cálcico, la precipitación a
temperaturas elevadas solo deja trazas de éste en la solución;
además, el sulfato cálcico se emplea ampliamente en la agricultura
o en la industria).
e) Separación de los sólidos. Después del
tratamiento d) el álcali turbio es alimentado a un separador de
sólidos (hidróxido y sulfato cálcicos, trazas de pelo no disuelto,
etc.) donde el licor peptídico, tratado térmicamente, siempre que
los pasos se realicen conforme a las disposiciones vigentes sobre
residuos de origen animal, y luego también esterilizado, pasa al
siguiente tratamiento, mientras que el sólido separado puede
alimentarse a un proceso de prensado y secado.
f) Descalcificación del licor peptídico.
El licor obtenido del proceso e) es alimentado a reactores
específicos a los cuales se añade dióxido de carbono u otros
carbonatos o bicarbonatos, para obtener carbonato cálcico que puede
recuperarse como tal o mezclarse con los sólidos obtenidos
previamente. Este tratamiento se puede efectuar en caliente o en
frío.
g) Separación del carbonato cálcico. El
licor turbio, con 5-8 de pH (7-8 en
promedio), se alimenta a un separador del carbonato cálcico, el cual
se puede prensar y secar para ser vendido como tal o mezclado con
el sólido resultante del proceso e) y, dado el caso, se prensa y/o
seca y se vende en el sector agrícola como acondicionador o aditivo
para suelos. Este sólido también puede tener usos ganaderos e
industriales. El licor peptídico descalcificado se acumula y queda
a punto para la etapa 2 del proceso objeto de la presente
invención, aquí revelado.
h) Tratamiento del sulfuro de hidrógeno.
La corriente de gas que lleva el sulfuro de hidrógeno procedente de
c) se somete a tratamientos apropiados, pensados para su
recuperación como ácido sulfúrico, sulfato cálcico, sulfuro amónico,
bisulfito sódico, sulfuro sódico o sulfhidrato sódico, etc.
Tercer método para realizar la "etapa 1",
del proceso.
En el diagrama de bloques de la figura 3 se
ilustran las siguientes fases secuenciales:
a) Acumulación de los BDCs, eventualmente
mezclados con la sal recogida al batir las pieles, o ya presente en
los mismos BDCs - si en la planta de curtición puede eludirse la
fase de batido - con el pelo desprendido, posiblemente ya presente
en los mismos BDCs, disuelto o suspendido, con otros restos de
origen animal derivados de las etapas de curtición, o tal vez de
otras etapas, aunque no tengan relación con la industria de curtidos
(p.ej. harinas cárnicas, etc.).
b) Oxidación de los sulfuros. Los sulfuros
disueltos en los BDCs se oxidan a tiosulfatos y/o sulfatos con un
oxidante apropiado (p.ej. dióxido de hidrógeno, oxígeno puro,
hipoclorito sódico, etc.) y, si es preciso, catalizadores adecuados.
La temperatura y la duración del proceso dependen del oxidante
empleado.
c) Hidrólisis de los BDCs, para lo cual la
suspensión se alimenta al reactor por lotes o bien en continuo,
aprovechando el medio marcadamente alcalino de los propios BDCs o,
si es preciso, añadiendo un compuesto alcalino. Este tratamiento se
efectúa a alta temperatura y a presión (teniendo en cuenta las
leyes existentes en el campo del tratamiento de los residuos de
origen animal se puede considerar un proceso a 133ºC durante 2
minutos a bar; sin embargo es posible que la hidrólisis también se
pueda llevar a cabo a temperatura ambiente sin presión, prolongando
a voluntad los tiempos de tratamiento).
d) Separación de los sólidos. Después del
tratamiento de hidrólisis, el álcali turbio es alimentado a un
separador de sólidos (hidróxido y sulfato cálcicos, trazas de pelo
no disuelto, etc.) donde el licor peptídico, tratado térmicamente,
siempre que los pasos se realicen conforme a las disposiciones
vigentes sobre residuos de origen animal, y luego también
esterilizado, pasa al siguiente tratamiento, mientras que el sólido
separado puede alimentarse a un proceso de prensado y secado.
e) Descalcificación del licor peptídico.
El licor obtenido del proceso d) es alimentado a reactores
específicos a los cuales se añade dióxido de carbono u otros
carbonatos o bicarbonatos, para obtener carbonato cálcico que puede
recuperarse como tal o mezclarse con los sólidos obtenidos
previamente. Este tratamiento se puede efectuar en caliente o en
frío.
f) Separación del carbonato cálcico. El
licor turbio, con 5-8 de pH (7-8 en
promedio), se alimenta a un separador del carbonato cálcico, el cual
se puede prensar y secar para ser vendido como tal o mezclado con
el sólido resultante del proceso b) y, dado el caso, se prensa y/o
seca y se vende en el sector agrícola como acondicionador o aditivo
para suelos. Este sólido también puede tener usos ganaderos e
industriales. El licor peptídico descalcificado se acumula y queda
a punto para la etapa 2 del proceso objeto de la presente
invención, aquí revelado.
Cuarto método para realizar la "etapa 1",
del
\hbox{proceso.}
En el diagrama de bloques de la figura 4 se
ilustran las siguientes fases secuenciales:
a) Acumulación de los BDCs, eventualmente
mezclados con la sal recogida al batir las pieles, o ya presente en
los mismos BDCs - si en la planta de curtición puede eludirse la
fase de batido - con el pelo desprendido, posiblemente ya presente
en los mismos BDCs, disuelto o suspendido, con otros restos de
origen animal derivados de las etapas de curtición, o tal vez de
otras etapas, aunque no tengan relación con la industria de curtidos
(p.ej. harinas cárnicas, etc.).
b) Tratamiento ácido de los BDCs. Los BDCs
se acidifican con una cantidad de ácido sulfúrico u otro ácido,
suficiente para rebajar el pH a 3-6 (punto
isoeléctrico de las proteínas de colágeno, que gelifican al
precipitar). El tratamiento dura el tiempo necesario para eliminar
como sulfuro de hidrógeno los sulfuros presentes en la solución y
puede hacerse en caliente o en frío. El tratamiento puede
completarse inyectando aire o nitrógeno, para llegar a desprender
totalmente, en forma de sulfuro de hidrógeno, los sulfuros presentes
en la solución (el proceso en caliente es más caro, pero facilita
muchísimo el siguiente paso de separación de sólidos).
c) Separación de los sólidos. Tras el
tratamiento b), el licor ácido turbio es alimentado a un separador
de sólidos (proteína no disuelta y gelificada, sulfato cálcico,
trazas de pelo no disuelto, etc.), de donde el licor proteico pasa
al subsiguiente tratamiento de hidrólisis, mientras que el sólido
separado es alimentado a un proceso de esterilización térmica.
d) Tratamiento hidrolítico del licor
proteico, para lo cual el licor es alimentado a reactores, por
lotes o bien en continuo, agregando si es preciso una cantidad
adicional de compuesto ácido o una cantidad suficiente de un álcali,
para basificar el licor. Este tratamiento se efectúa a alta
temperatura y a presión (teniendo en cuenta las leyes existentes en
el campo del tratamiento de los residuos de origen animal se puede
considerar un proceso a 133ºC durante 20 minutos a bar; sin embargo
es posible que la hidrólisis también pueda llevarse a cabo a
temperatura ambiente, sin presión, prolongando a voluntad los
tiempos de tratamiento).
e) Separación de los sólidos por segunda
vez. Después del tratamiento hidrolítico, el licor o la
suspensión se alimenta a un separador de sólidos (sulfato cálcico,
etc.), de donde el licor proteico pasa al subsiguiente tratamiento
de descalcificación, mientras que el sólido separado puede
alimentarse a un proceso de secado térmico como el de j).
f) Descalcificación del licor peptídico.
El licor obtenido del proceso e) es alimentado a reactores
específicos a los cuales se añade dióxido de carbono u otros
carbonatos o bicarbonatos, para obtener carbonato cálcico que puede
recuperarse como tal o mezclarse con los sólidos obtenidos
previamente. Este tratamiento se puede efectuar en caliente o en
frío.
g) Separación del carbonato cálcico. El
licor turbio, con 5-11 de pH (7-8
en promedio), se alimenta a un separador del carbonato cálcico, el
cual se puede prensar y secar para ser vendido como tal o mezclado
con el sólido resultante del proceso e) y, dado el caso, se prensa
y/o seca y se vende en el sector agrícola como acondicionador o
aditivo para suelos. Este sólido también puede tener usos ganaderos
e industriales. El licor peptídico descalcificado se acumula y
queda a punto para la etapa 2 del proceso objeto de la presente
invención, aquí revelado.
h) Tratamiento del sulfuro de hidrógeno.
La corriente de gas que lleva el sulfuro de hidrógeno procedente de
b) se somete a tratamientos apropiados, pensados para su
recuperación como ácido sulfúrico, sulfato cálcico, sulfuro amónico,
bisulfito sódico, sulfuro sódico o sulfhidrato sódico, etc.
i) Tratamiento térmico del sólido
proteico. El sólido proteico obtenido de c), mezclado
eventualmente con los demás sólidos separados durante los pasos
anteriores del proceso, se somete a un tratamiento de
esterilización térmica, según las disposiciones vigentes en el
sector agrícola o industrial (p.ej. a 133ºC y a presión, durante 20
minutos).
j) Secado de los sólidos. A continuación,
los sólidos resultantes del proceso de tratamiento térmico i),
eventualmente mezclados con los demás sólidos separados en los
pasos anteriores del proceso, se secan para obtener un producto
estable, que pueda venderse en el sector agrícola o industrial.
Descripción de la segunda etapa, o "etapa
2", del proceso conforme a la presente invención:
Hasta la fecha, el estado técnico conoce varios
métodos de recuperación que dan un rendimiento del
80-100% de cloruro sódico puro, y un péptido
hidrolizado que puede someterse a tratamientos posteriores para
obtener varios productos acabados, destinados al sector ganadero,
agrícola o industrial, o para ser utilizado como tal en dichos
sectores, o por último, como combustible alternativo para la
producción de vapor o energía eléctrica, recuperando o no la sal
que contiene.
A continuación se describe el proceso que,
aplicado al licor peptídico salino resultante de la etapa 1,
conduce a la cristalización y purificación del cloruro sódico, y a
la producción del concentrado peptídico, tal como se representa en
las figs. 5-6.
El licor salino se puede tratar en una planta de
ultrafiltración y/o ósmosis para preconcentrar la fase salina,
incrementando su concentración de cloruro desde unos
30-35 g/l hasta unos 45-55 g/l. Con
las técnicas conocidas y los ensayos de laboratorio, el licor
inicial se concentra 1,5-2 veces y después puede
enviarse a otra etapa de concentración y a la etapa de
cristalización final, o directamente a la etapa de cristalización
(ver el diagrama de la figura 6). Sin embargo la sal no puede
recuperarse totalmente mediante este sistema, un aparte de ella
quedará en el líquido filtrado, debido al proceso de ultrafiltración
y/o ósmosis (como promedio resulta un licor residual que contiene
unos 300-1000 mg/l de cloruros, igual a 1/3 de los
licores tratados).
El concentrado peptídico revelado más adelante se
pudo usar en un incinerador especial de líquidos residuales, como
combustible alternativo para la producción de vapor destinado a las
etapas del proceso antes descrito o a la etapa de evaporación; la
sal obtenida del proceso de combustión se redisuelve en agua y se
trata conjuntamente con los BDCs.
El agua drenada del proceso de evaporación y
cristalización se trata en una planta especial, para permitir su
vertido directo, cumpliendo con los límites establecidos por las
leyes existentes.
En el diagrama de bloques de las figuras
5-6 se ilustran las siguientes fases
secuenciales:
a) Concentración. Como ya se ha expuesto,
el licor peptídico salino se pudo preconcentrar en una planta de
ultrafiltración y/o ósmosis; el licor peptídico salino se
preconcentra en un concentrador multi-efecto que
comprime térmica o mecánicamente el vapor para optimizar el coste
de esta etapa. Hay que tener especial cuidado durante el proceso
arriba descrito, a fin de evitar una formación excesiva de depósitos
o incrustaciones en el concentrador principal, parándolo si se
obtiene un preconcentrado todavía libre de cristales de sal.
Evidentemente, esta fase de evaporación también podría realizarse en
un solo aparato, sin embargo la tecnología existente propone
llevarla a cabo en dos pasos por separado.
b) Primera cristalización. El
preconcentrado se envía a una planta de cristalización por
evaporación (también puede pensarse en una planta de cristalización
por enfriamiento, no obstante, la tecnología más adecuada para el
material sujeto al proceso indica efectuar la cristalización por
evaporación; se podría usar un proceso de cristalización única, que
daría una sal de gran calidad, pero un contenido final excesivo del
concentrado peptídico salino: por lo tanto se recomienda una doble
cristalización.
c) Separación de la sal. La sal
cristalizada se separa del concentrado peptídico mediante un proceso
de centrifugación o de filtración. El concentrado peptídico puede
venderse tal cual o se puede usar como fuente energética
alternativa, p.ej. para producir vapor, mientras que la sal
resultante se lava con una salmuera, aditivada si es preciso con
oxidantes (p.ej. dióxido de hidrógeno), para eliminar las trazas
residuales de sulfuro y obtener la sal purificada, que luego pasa
al proceso de secado y almacenado. La salmuera se realimenta al
proceso de cristalización, para recuperar la sal y el concentrado
peptídico.
d) Segunda cristalización. El concentrado
peptídico obtenido al centrifugar o filtrar la sal cristalizada se
puede someter a una segunda cristalización para recuperar más sal,
reduciendo así el concentrado peptídico final.
e) Depuración de los licores drenados. Los
licores procedentes del proceso de evaporación y cristalización se
mezclan y se envían a una planta depuradora, para poder verterlos
directamente, cumpliendo con las disposiciones vigentes. Esta planta
depuradora consta de un tratamiento de arrastre del amoniaco
disuelto, de una segunda fase de tratamiento con dióxido de
hidrógeno u otro oxidante para eliminar las trazas residuales de
sulfuro, y finalmente una filtración a través de una capa de carbón
activo para reducir la DQO a límites legales. Diversos análisis
efectuados a los licores procedentes del proceso de concentración y
cristalización han valorado los procesos arriba descritos como
ampliamente suficientes para que dichos licores residuales caigan
dentro de los parámetros legales.
Ejemplo práctico nº
1
El ejemplo práctico 1 se refiere a un ensayo de
laboratorio.
Mediante el proceso expuesto a continuación se
trataron 10.000 g de BDC que tenía los siguientes valores:
- \bullet
- DQO = 37.420 mg/l
- \bullet
- TKNf = 2.195 mg/l
- \bullet
- Sulfuros = 3.109 mg/l
- \bullet
- Cloruros = 25.000 mg/l
A este BDC se le añadió un 2% e.p. de sal
recuperada y un 3% e.p. de pelo recuperado (estos porcentajes
proceden de un examen de las cantidades de sal y de pelo recuperado
que habitualmente se separan de los BDCs drenados en los licores
residuales de una planta de curtición).
Evidentemente, este residuo debe considerarse de
origen animal, aunque esté muy diluido en una solución o suspensión
acuosa, porque la proteína parcialmente diluida o suspendida ya
está clasificada como tal; además, el resultado final de tales
etapas es un concentrado peptídico útil para los sectores
industrial, ganadero y agrícola.
El proceso expuesto a continuación es el
resultado de la sinergia de la etapa 1, realizada según los pasos
representados en el diagrama de la Fig. 1, y de la etapa 2, como
muestra el diagrama de la
Fig. 5.
Fig. 5.
Se añadieron 200 g de sal recuperada y 300 g de
pelo recuperado a una cantidad igual a 10.000 g de BDC drenados de
una planta de curtición.
La suspensión se sometió a un tratamiento de
hidrólisis térmica bajo presión, a 150ºC y a una presión de unos 5
bar durante 30 minutos.
La suspensión tratada se enfría a unos 80ºC y se
filtra a vacío con un embudo Buchner.
El licor peptídico salino se trata a 70ºC con
dióxido de carbono gaseoso, para precipitar el calcio como
carbonato cálcico. El barrido con dióxido de carbono se realiza a
pH 8.
Debido al descenso de pH, los sulfuros pasan a
sulfuro de hidrógeno. Para completar su desprendimiento se efectúa
un barrido con nitrógeno puro durante 15 minutos, después del
barrido con dióxido de carbono (no se recuperó el sulfuro de
hidrógeno desprendido).
La suspensión así obtenida se filtra a vacío con
un embudo Buchner.
El carbonato cálcico separado se añade al sólido
separado durante la primera filtración.
Por tanto se obtienen unos 270 g de sólido seco.
Luego, el licor peptídico salino se trata conforme a lo estipulado
en la etapa 2. El licor peptídico salino se preconcentra y la
primera cristalización térmica se realiza con un evaporador rotativo
(temperatura del baño termostato = 70ºC, temperatura aproximada del
vapor 40ºC, vacío igual a 75 cm de Hg).
La preconcentración se efectúa hasta que el
concentrado adquiere una textura melosa (hay cristales de cloruro
sódico suspendidos) y se ha evaporado un 80% del agua.
Luego se realiza una primera filtración a vacío
con un embudo Buchner.
El concentrado se vuelve a someter a
cristalización en el evaporador rotativo hasta que se ha evaporado
un 50% del agua restante.
Se repite la filtración a vacío con embudo
Buchner y la sal bruta resultante de la primera filtración se
mezcla con la obtenida en la segunda filtración.
La sal bruta se purifica mediante lavados con una
salmuera saturada de cloruro sódico/dióxido de hidrógeno.
De esta manera se obtienen unos 560 g de cloruro
sódico y unos 400 g de péptido seco concentrado al 60%.
Los licores resultantes de las etapas de
concentración y cristalización analizadas dieron los siguientes
valores analíticos:
- \bullet
- DQO = 112 mg/l
- \bullet
- TKN = 7 mg/l
- \bullet
- Cloruros = exento
- \bullet
- Sulfatos = exento
- \bullet
- Sulfuros < 1 mg/l
Ejemplo práctico nº
2
El ejemplo práctico 2 se refiere a un ensayo de
laboratorio.
Mediante el proceso expuesto a continuación se
trataron 10.000 g de BDC que tenía los siguientes valores
analíticos:
- \bullet
- DQO = 40.520 mg/l
- \bullet
- TKNf = 1.670 mg/l
- \bullet
- Sulfuros = 2.208 mg/l
- \bullet
- Cloruros = 39.500 mg/l
A este BDC se le añadió un 2% e.p. de sal
recuperada y un 3% e.p. de pelo recuperado (estos porcentajes
proceden de un examen de las cantidades de sal y de pelo recuperado
que habitualmente se separan de los BDCs drenados en los licores
residuales de una planta de curtición).
Evidentemente, este residuo debe considerarse de
origen animal, aunque esté muy diluido en una solución o suspensión
acuosa, porque la proteína parcialmente diluida o suspendida ya
está clasificada como tal; además, el resultado final de tales
etapas es un concentrado peptídico útil para los sectores
industrial, ganadero y agrícola.
El proceso expuesto a continuación es el
resultado de la sinergia de la etapa 1, realizada según los pasos
representados en el diagrama de la Fig. 1, y de la etapa 2, como
muestra el diagrama de la Fig. 5.
Se añadieron 200 g de sal recuperada y 300 g de
pelo recuperado a una cantidad igual a 10.000 g de BDC drenados de
una planta de curtición.
La suspensión se sometió a un tratamiento de
hidrólisis térmica bajo presión, a 150ºC y a una presión de unos 5
bar durante 1 hora.
La suspensión tratada se enfría a unos 85ºC y se
filtra a vacío con un embudo Buchner.
El licor peptídico salino se trata a 85ºC con
bicarbonato sódico para precipitar el calcio como carbonato
cálcico.
La suspensión así obtenida se filtra a vacío con
un embudo Buchner.
El carbonato cálcico separado se añade al sólido
separado durante la primera filtración.
Por lo tanto se obtienen unos 270 g de sólido
seco.
Luego se añade ácido clorhídrico del 37% al licor
peptídico salino, mantenido a 85ºC, hasta bajar el pH a
aproximadamente 7 (en los BDCs se utiliza ácido clorhídrico
0,8%).
Debido al descenso de pH, los sulfuros pasan a
sulfuro de hidrógeno. Para facilitar su desprendimiento se efectúa
un barrido con nitrógeno puro durante 30 minutos (no se recuperó el
sulfuro de hidrógeno desprendido).
Luego, el licor peptídico salino se trata
conforme a lo estipulado en la etapa 2. El licor peptídico salino
se preconcentra y la primera cristalización térmica se realiza con
un evaporador rotativo (temperatura del baño termostato = 70ºC,
temperatura aproximada del vapor 40ºC, vacío igual a 75 cm de
Hg).
La preconcentración se efectúa hasta que el
concentrado adquiere una textura melosa (hay cristales de cloruro
sódico suspendidos) y se ha evaporado un 80% del agua.
Luego se realiza una primera filtración a vacío
con un embudo Buchner.
El concentrado se vuelve a someter a
cristalización en el evaporador rotativo, hasta que se ha evaporado
un 50% del agua restante.
Se repite la filtración a vacío con embudo
Buchner y la sal bruta resultante de la primera filtración se
mezcla con la obtenida en la segunda filtración.
La sal bruta se purifica mediante lavados con una
salmuera saturada de cloruro sódico.
De esta manera se obtienen unos 500 g de cloruro
sódico y unos 380 g de péptido seco concentrado al 60%.
Los licores procedentes de las etapas de
concentración y cristalización analizadas dieron los siguientes
valores analíticos:
- \bullet
- DQO = < 10 mg/l
- \bullet
- TKN = 5 mg/l
- \bullet
- Cloruros = exento
- \bullet
- Sulfatos = exento
- \bullet
- Sulfuros < 1 mg/l
Ejemplo práctico
nº3
El proceso expuesto a continuación, representado
en el diagrama de la Fig. 7, es el resultado de la sinergia de la
etapa 1, realizada según los pasos mostrados en el diagrama de la
Fig. 1, y de la etapa 2, como se indica en el diagrama de la Fig.
5.
En este proceso se hace siempre referencia al
tratamiento de 1.000 Tm de BDC con la adición de unas 20 Tm de sal
recuperada y unas 30 Tm de pelo recuperado (el BDC se entrega a las
plantas de tratamiento en vehículos adecuados).
El producto totalmente suspendido se almacena en
unos tanques acumuladores T1, cuya capacidad permite homogenizar y
almacenar el BDC equivalente a 3 días de trabajo, teniendo en
cuenta posibles operaciones de mantenimiento de la planta. Los BDCs
se alimentan con la bomba de proceso PC1 al intercambiador de calor
E1, donde se calientan a unos 100ºC recuperando calor de la etapa
de hidrólisis a presión continua.
Los BDCs calentados son alimentados a los
reactores en serie R1 y R2, donde tiene lugar el proceso de
hidrólisis a 145ºC y a una presión de unos 6 bar, durante un tiempo
medio de permanencia de unos 30 minutos (estas condiciones permiten
una buena hidrólisis alcalina de las proteínas disueltas y no
disueltas, como p.ej. el pelo, y también la disolución total de la
sal suspendida).
La suspensión tratada de los BDCs se alimenta al
tanque V1, donde tiene lugar la descarga debida a la expansión a la
presión atmosférica (en esta etapa se produce una evaporación y los
gases resultantes más los vapores emitidos se conducen a la planta
de incineración final).
La suspensión se alimenta con la bomba de proceso
PC2 al decantador DC1, donde se separa la fase sólida formada por
sulfato cálcico e hidróxido cálcico en exceso, con posibles trazas
de proteínas no disueltas procedentes del licor peptídico
hidrolizado.
El licor peptídico se alimenta con la bomba de
proceso PC3 al reactor R3, donde se añade dióxido de carbono a unos
70-80ºC, a través de un difusor especial situado en
el fondo. La adición del dióxido de carbono se controla mediante el
medidor de pH insertado en el reactor y el proceso se considera
terminado cuando el pH desciende aproximadamente de 11 a 8, para
evitar que se forme bicarbonato cálcico soluble.
Debido a la adición de dióxido de carbono y al
descenso del pH se forma sulfuro de hidrógeno en el reactor R3 (que
al final se desprende barriendo con aire caliente o con vapor).
Este sulfuro de hidrógeno se alimenta a una planta de combustión,
donde se transforma en dióxido de azufre, que luego es absorbido en
una torre de absorción específica con carbonato cálcico; el sulfito
cálcico resultante se oxida después con corriente de aire y/o de
oxígeno.
Este proceso da unas 14 Tm de sulfato cálcico
seco al 70% (que luego se puede mezclar con los sólidos filtrados o
vender como yeso a compañías que utilizan tales materiales). En
cualquier caso, los humos de la planta de recuperación de sulfuro
se envían a la planta final de incineración.
Tras el proceso de combustión que lleva a la
formación de SO_{2}, este flujo gaseoso también se puede
alimentar a una planta de producción de ácido sulfúrico, obteniendo
un producto que puede venderse fácilmente o tratarse en otras
plantas de producción de sulfatos o sulfitos.
El licor peptídico que contiene el carbonato
cálcico se alimenta con la bomba de proceso PC4 al decantador DC2,
donde el carbonato cálcico se separa del licor peptídico
salino.
El sólido introducido por el decantador DC1
mediante la bomba PM1 y el sólido introducido por el decantador DC2
mediante la bomba PM2 se envían a un mezclador MX1 alimentado con
dióxido de hidrógeno, para oxidar los restos de sulfuro a sulfato
cálcico. Desde este mezclador, mediante la bomba PM3, la suspensión
con un 25% de materia seca se envía a un filtro prensa F1, de donde
se obtiene un licor peptídico salino que se devuelve al decantador
DC2 y un sólido con aproximadamente el 70% de materia seca, que se
vende directamente a las compañías del sector agrícola. (El sólido
seco producido equivale a unas 35 Tm y contiene aproximadamente 15%
de SO_{3}, 20% de CaO y 1,5% de N orgánico; por tanto constituye
un buen yeso de clarificación, que se puede vender en el sector
agrícola como acondicionador de suelos.
El licor peptídico salino aportado por la bomba
de proceso PC5 se alimenta a una planta de evaporación por
compresión térmica de quíntuple efecto, EV1, donde las
aproximadamente 950 Tm del licor inicial, con un contenido seco
igual a un 8,5-9,0%, se llevan hasta el inicio de
cristalización del cloruro sódico y, por tanto, hasta un 40% de
contenido seco (de esta manera se evapora una cantidad de agua igual
a unas 700-750 Tm, con un consumo de vapor
equivalente a unas 6,5-7,0 Tm/hora).
El preconcentrado se alimenta al tanque de
acumulación V2 y, de ahí, a la planta de cristalización CR1
mediante la bomba PC6. Esta planta es del tipo de circulación
forzada con compresión térmica del vapor, para recuperar el calor en
el intercambiador de la propia planta.
La suspensión cristalizada se alimenta
directamente al filtro de banda F2, para separar el concentrado
peptídico salino - que se acumula en el tanque T3 (rendimiento
\cong 50 Tm) y luego se vende en el sector ganadero, agrícola o
industrial - de la sal cristalizada, que se lava a contracorriente
con una solución saturada de cloruro sódico previamente preparada y
almacenada en el tanque T2. Los licores salinos de lavado se envían
directamente a la planta de cristalización CR1.
La sal cristalizada y purificada se seca por
último en la parte final del mismo filtro de banda, dando
aproximadamente 55 Tm de sal seca, del 93-98% de
pureza, la cual puede reciclarse directamente a las plantas de
curtición.
Ejemplo práctico nº
4
El ejemplo práctico 4 se refiere a un ensayo de
laboratorio.
Mediante el proceso expuesto a continuación se
trataron 10.000 g de licores, procedentes de plantas de tratamiento
de pescado (como p.ej. atún, despojos de anchoas, etc.) y citados
de aquí en adelante como ALP, que tenían los siguientes valores
analíticos:
- \bullet
- DQO = 27.995 mg/l
- \bullet
- TKNf = 2.500 mg/l
- \bullet
- Cloruros = 62.100 mg/l
El resultado final de las etapas de depuración de
estos licores es un concentrado peptídico útil en el sector
industrial, ganadero y agrícola, o eventualmente como combustible
alternativo para producir vapor destinado al propio proceso.
El proceso expuesto a continuación es el
resultado de la sinergia de la etapa 1, realizada según los pasos
representados en el diagrama de la Fig. 1 (por falta de iones
sulfuro en los ALP, no se realiza ningún tratamiento ácido del licor
peptídico) y de la etapa 2, como muestra el diagrama de la Fig.
6.
Una cantidad equivalente a 10.000 g de ALP
drenados de una planta de tratamiento de atún, aditivada con 400 g
de cal hidratada, se sometió a una hidrólisis térmica a 145ºC, bajo
una presión de unos 4 bar, durante 1 hora.
La suspensión tratada se enfría a unos 85ºC y se
filtra a vacío con un embudo Buchner.
El licor peptídico salino se trata a 85ºC con
dióxido de carbono, a pH controlado, para precipitar el calcio como
carbonato cálcico.
La suspensión así obtenida se filtra a vacío con
un embudo Buchner.
El carbonato cálcico separado se añade al sólido
separado durante la primera filtración.
Por lo tanto se obtienen unos 540 g de sólido
seco.
Luego, el licor peptídico salino se trata
conforme a lo estipulado en la etapa 2. El licor peptídico salino
se preconcentra y la primera cristalización térmica se realiza con
un evaporador rotativo (temperatura del baño termostato = 70ºC,
temperatura aproximada del vapor 40ºC, vacío igual a 75 cm de
Hg).
La preconcentración se efectúa hasta que el
concentrado adquiere una textura melosa (hay cristales de cloruro
sódico suspendidos) y se ha evaporado un 80% del agua.
Luego se realiza una primera filtración a vacío
con un embudo Buchner.
El concentrado se vuelve a someter a
cristalización en el evaporador rotativo, hasta que se ha evaporado
un 50% del agua restante.
Se repite la filtración a vacío con embudo
Buchner y la sal bruta resultante de la primera filtración se
mezcla con la obtenida en la segunda filtración.
La sal bruta se purifica mediante lavados con una
salmuera saturada de cloruro sódico. De esta manera se obtienen
unos 600 g de cloruro sódico y unos 320 g de péptido seco
concentrado al 60%.
Los licores procedentes de las etapas de
concentración y cristalización analizadas dieron los siguientes
valores analíticos:
- \bullet
- DQO = < 10 mg/l
- \bullet
- TKN = 8 mg/l
- \bullet
- Cloruros = exento
Después, el concentrado peptídico se
desmineraliza filtrándolo a través de resinas de intercambio
iónico. Para ello primero se diluye el concentrado peptídico en 320
g de agua, a fin de obtener una concentración de materia seca igual
al 30%. El licor resultante se percola a través de membranas de
ultrafiltración (quedando así más diluido, hasta llegar a un
contenido de materia seca igual aproximadamente al 20%), y después a
través de una columna de intercambio catódico y de una columna de
intercambio aniónico. Luego, el concentrado peptídico se vuelve a
concentrar. Al final se obtienen unos 210 g de concentrado,
caracterizado por un contenido de nitrógeno orgánico igual a 8,5%,
un contenido de materia seca igual al 60% y la ausencia de cenizas.
Este concentrado es de gran valor y puede venderse en el sector
industrial, agrícola y ganadero.
Ejemplo práctico nº
5
El ejemplo práctico 5 se refiere a un ensayo de
laboratorio.
Mediante el proceso expuesto a continuación se
trataron 10.000 g de licores procedentes del tratamiento de
despojos de mataderos de mamíferos, para la producción de harinas
cárnicas, (citados de aquí en adelante como AFCs) que tenían los
siguientes valores analíticos:
- \bullet
- DQO = 35.300 mg/l
- \bullet
- TKNf = 5.500 mg/l
- \bullet
- Cloruros = 27.000 mg/l
El resultado final de las fases de tratamiento de
estos licores es un concentrado peptídico aprovechable en el sector
industrial, ganadero y agrícola, o como combustible alternativo
para producir vapor destinado al propio proceso.
El proceso expuesto a continuación es el
resultado de la sinergia de la etapa 1, realizada según los pasos
representados en el diagrama de la Fig. 1 (el paso (C) no se lleva
a cabo: tras el tratamiento de reducción de calcio (D) tiene lugar
una única separación de sólidos (E)), y de la etapa 2, tal como se
indica en el diagrama de la Fig. 5.
Una cantidad equivalente a 10.000 g de AFC,
drenados de una planta de producción de harina cárnica y aditivados
con 400 g de cal hidratada, se sometió a una hidrólisis térmica a
145ºC, bajo una presión de unos 4 bar, durante 1 hora.
La suspensión tratada se enfría a unos 85ºC y se
trata con dióxido de carbono, a pH controlado, para precipitar el
calcio como carbonato cálcico.
La suspensión así obtenida se filtra al vacío
mediante un embudo Buchner. Se obtienen unos 450 g de materia
sólida seca.
Luego, el licor peptídico salino se trata
conforme a lo estipulado en la etapa 2. El licor peptídico salino
se preconcentra y la primera cristalización térmica se realiza con
un evaporador rotativo (temperatura del baño termostato = 70ºC,
temperatura aproximada del vapor 40ºC, vacío igual a 75 cm de
Hg).
La preconcentración se efectúa hasta que el
concentrado adquiere una textura melosa (hay cristales de cloruro
sódico suspendidos) y se ha evaporado un 80% del agua.
Luego se realiza una primera filtración a vacío
con un embudo Buchner.
El concentrado se vuelve a someter a
cristalización en el evaporador rotativo, hasta que se ha evaporado
un 50% del agua restante.
Se repite la filtración a vacío con embudo
Buchner y la sal bruta resultante de la primera filtración se
mezcla con la obtenida en la segunda filtración.
La sal bruta se purifica mediante lavados con una
salmuera saturada de cloruro sódico. De esta manera se obtienen
unos 450 g de cloruro sódico y unos 400 g de péptido seco
concentrado al 60%.
Los licores procedentes de las etapas de
concentración y cristalización dieron los siguientes valores
analíticos:
- \bullet
- DQO = < 10 mg/l
- \bullet
- TKN = 6 mg/l
- \bullet
- Cloruros = exento
Con lo expuesto hasta aquí es evidente que el
objeto de la presente invención se alcanzó plenamente, operando de
modo sinérgico, excluyendo los tratamientos de depuración
químico-física y biológica de los BDCs o de baños
salinos similares con materia orgánica de naturaleza básicamente
proteica, consiguiendo también una recuperación rentable gracias a
la producción de materias finales reciclables y eliminando de modo
drástico las sustancias altamente contaminantes, que a menudo
inhiben el proceso de depuración biológica de los licores, con
referencia, sobre todo, al gran contenido de cloruros.
Respecto a los BDCs en concreto, los efectos
favorables del proceso de la presente invención se pueden resumir
como sigue:
1. Notable reducción de la carga contaminante,
medida como DQO, de los licores residuales alimentados a la planta
de tratamiento biológico (dicha reducción se estima del orden del
15-20%), con la consiguiente disminución de la
cantidad de lodo resultante.
2. Reducción considerable de sulfuros en los
licores residuales alimentados a la planta de tratamiento
biológico, con una drástica reducción de los olores emitidos por
dicha planta y de los sulfatos en dichos licores, mejorando así las
operaciones de filtración de los lodos.
3. Notable reducción de cloruros en los licores
residuales de la planta biológica (puede estimarse una reducción de
ión cloruro de un 20-40%).
4. Posibilidad de mejorar sensiblemente la
gestión de la propia planta biológica, teniendo en cuenta la menor
carga contaminante y, sobre todo, la ausencia en los BDCs de
compuestos potencialmente tóxicos para la planta biológica.
También en el caso de tratar licores distintos de
los BDCs (p.ej. ALPs o AFCs) se obtienen ventajas para la planta
depuradora, tales como una menor concentración de ión cloruro en
los licores depurados y una carga orgánica reducida, con la
consiguiente disminución de la cantidad de lodo.
Claims (23)
1. Un proceso para recuperar NaCl y transformar
un residuo sólido o líquido no vertible al medio ambiente en un
residuo vertible al medio ambiente, mediante el tratamiento de un
material de origen animal que produce dicho residuo no vertible, el
cual contiene productos proteicos de origen animal y productos de
naturaleza salina,
caracterizado porque dichos productos de
naturaleza salina comprenden agua, NaCl, CaO y sulfuros, y porque el
proceso consta de una primera etapa que incluye las operaciones
de:
hidrolizar dichos productos proteicos para
obtener un licor peptídico salino; transformar el CaO en CaCO_{3}
y los sulfuros en compuestos sólidos de azufre, y separar dichos
sólidos para depurar dicho licor peptídico salino;
y
de una segunda etapa consecutiva a dicha primera
etapa, que incluye las operaciones de:
eliminar agua de dicho licor salino depurado para
formar un líquido residual; y
separar de dicho licor peptídico salino cloruro
sódico purificado, como producto industrialmente útil, y obtener un
producto secundario peptídico útil o combustible,
de manera que, tras dichas dos etapas
consecutivas del tratamiento, dicho líquido residual lleva un resto
de contaminante suficientemente bajo para poderlo mandar a una
planta depuradora corriente o directamente a un punto de
vertido.
2. El proceso según la reivindicación 1, de
manera que en dicha segunda etapa, dicho producto secundario
peptídico se recupera como un sólido secado, o como un concentrado
peptídico aprovechable en la agricultura, en la ganadería y en la
industria, o como combustible.
3. El proceso según la reivindicación 1 ó 2, en
que dichos residuos sólidos o líquidos son drenados de las tinas de
encalado (BDCs).
4. El proceso según la reivindicación 1 ó 2, en
que dichos residuos sólidos o líquidos proceden de operaciones
relacionadas con el sector de curtido de pieles, del tratamiento de
los BDCs concomitantes, de sales desprendidas al batir las pieles o
de pelo no disuelto por el baño de encalado.
5. El proceso según la reivindicación 1 ó 2, en
que dichos residuos sólidos o líquidos proceden del tratamiento de
despojos de mataderos de mamíferos, del descarnado o de harinas
cárnicas.
6. El proceso según la reivindicación 1 ó 2, en
que dichos residuos sólidos o líquidos proceden del tratamiento de
productos o harinas de pescado.
7. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, cuya primera etapa de dicho
tratamiento comprende las operaciones de:
acumular dichos productos proteicos de origen
animal en una suspensión acuosa salina;
hidrolizar dicha suspensión, en continuo o por
lotes, en un medio fuertemente alcalino, con una temperatura
comprendida entre la temperatura ambiente a presión atmosférica y
160ºC bajo presión, a fin de obtener dicho licor peptídico;
separar los sólidos contenidos en dicho
licor;
descalcificar dicho licor mediante reacción con
dióxido de carbono u otros carbonatos o bicarbonatos, para producir
carbonato cálcico; y
separar el carbonato cálcico de dicho licor, de
pH 5 hasta 11,
a fin de obtener un péptido límpido, para
alimentar a dicha segunda etapa.
8. El proceso según la reivindicación 7, en que
dicho carbonato cálcico, obtenido en la descalcificación, se usa
como acondicionador o aditivo de suelos en la agricultura.
9. El proceso según la reivindicación 7 u 8, en
el cual, en dicha operación de descalcificación de dicho licor se
añade un ácido para rebajar el pH entre 5 y 8, se inyecta aire o
nitrógeno para convertir los sulfuros presentes en la solución en
sulfuro de hidrógeno y se trata el flujo gaseoso para convertir el
sulfuro de hidrógeno en ácido sulfúrico, sulfato cálcico, sulfuro
amónico, bisulfito sódico, sulfuro sódico o sulfhidrato sódico, a
fin de recuperar y reutilizar dichos compuestos.
10. El proceso según la reivindicación 7 u 8, en
que, tras dicha operación de hidrólisis, la suspensión alcalina se
acidifica a un pH comprendido entre 0 y 6, para convertir los
sulfuros presentes en la solución en sulfuro de hidrógeno, y se
añade un óxido o hidróxido alcalinotérreo para precipitar como sal
el ácido previamente añadido.
11. El proceso según la reivindicación 10, en que
se añade ácido sulfúrico para acidificar la suspensión y óxido o
hidróxido cálcico para precipitar el sulfato cálcico.
12. El proceso según la reivindicación 7 u 8, en
que, tras la acumulación de dichos productos proteicos y antes de la
hidrólisis, los sulfuros presentes en la solución se oxidan a
tiosulfatos y/o sulfatos mediante un oxidante fuerte y, si es
preciso, empleando un catalizador.
13. El proceso según la reivindicación 7 u 8, en
que, tras la acumulación de dichos productos proteicos y antes de la
hidrólisis, la suspensión acuosa salina se acidifica a un pH de 3 a
6, para precipitar un gel de proteínas de colágeno y eliminar los
sulfuros, separando los sólidos resultantes antes de la operación de
hidrólisis y sometiéndolos a un tratamiento de esterilización
térmica para utilizarlos en el sector agrícola e industrial.
14. El proceso según la reivindicación 13, en que
dicha suspensión acuosa salina se acidifica con ácido sulfúrico.
15. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en que dicha segunda etapa comprende
las operaciones de: concentrar dicho licor peptídico salino,
evaporando una cantidad del agua de la solución, de modo que se
obtenga un preconcentrado cuya concentración de sal no supere la
obtenida al inicio de la cristalización; cristalizar la sal
eliminando más agua de la solución de dicho licor peptídico; y
separar la sal cristalizada del licor peptídico para obtener dicha
sal y dicho concentrado peptídico.
16. El proceso según la reivindicación 15, en
que, antes de la operación de concentración o en lugar de ella, se
realiza una preconcentración del licor salino mediante ósmosis, a
fin de incrementar hasta 1,5 a 2 veces la concentración de sal en el
licor salino inicial.
17. El proceso según la reivindicación 15 ó 16,
en que dicha operación de concentración se efectúa evaporando o
enfriando el agua de la solución.
18. El proceso según una de las reivindicaciones
15 a 17, en que dicha operación de separación de la sal cristalizada
del licor se efectúa por filtración o
\hbox{centrifugación.} 19. El proceso según una de las reivindicaciones
15 a 17, en que dicho concentrado peptídico se somete a una segunda
cristalización, para lograr una menor concentración de sal en el
concentrado peptídico final.
20. El proceso según una de las reivindicaciones
15 a 19, en que dicha sal cristalizada y separada se lava con una
salmuera saturada, para obtener una sal de cloruro sódico
purificada.
21. El proceso según una de las reivindicaciones
15 a 20, en que dicha a salmuera se le añaden agentes oxidantes para
eliminar las trazas existentes de
\hbox{sulfuro.} 22. El proceso según una de las reivindicaciones
15 a 21, en que dichas operaciones de ósmosis o concentración y
cristalización pueden realizarse en una sola etapa de recuperación,
con o sin purificación del cloruro sódico.
23. El proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en que dichos licores residuales
procedentes de las operaciones de evaporación y cristalización se
depuran en una planta depuradora que incluye un tratamiento de
arrastre con amoniaco, un tratamiento con agentes oxidantes para
eliminar los restos de sulfuro, y una percolación a través de un
material de superficie activa.
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