2187379 . B1

k
OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
19
k
2 187 379
kNúmero de solicitud: 200102536
kInt. Cl. : C02F 9/02
11 Número de publicación:
21
7
51
ESPAÑA
B09B 3/00
//(C02F 103:32)
k
12
PATENTE DE INVENCION
k
kFecha de publicación de la solicitud: 01.06.2003
22 Fecha de presentación: 16.11.2001
43
Fecha de concesión: 05.01.2003
k
kFecha de publicación del folleto de patente:
45 Fecha de anuncio de la concesión: 01.02.2004
45
01.02.2004
k
73 Titular/es: GRANDE GRUPO ANDALUZ
DE ESTUDIOS, S.L.
Polg. Aeropuerto,
Edificio Eurosevilla plt. 5, módulo 1
Sevilla, ES
k
72 Inventor/es: Luque Ruiz, Andrés
k
74 Agente: Botella Reyna, Antonio
k
kResumen:
54 Tı́tulo: Sistema de tratamiento integral de residuos lı́quidos de aderezo de aceituna.
ES 2 187 379 B1
57
Sistema de tratamiento integral de residuos lı́quidos
de aderezo de aceituna, constituido por una serie
de procesos que consiguen, que el tratamiento integral de los residuos lı́quidos, se obtengan sustancias sólidas recuperables para destino posterior en
nuevos procesos productivos (jabones y sales), sustancias sólidas inertes no recuperables con destino a
vertedero sin fermentación posible.
Este sistema, consta de varios procesos, de los que el
primero consta del tratamiento de un tanque de residuos lı́quidos, que hace pasar éstos por unos módulos
de secado por convección de aire formado mediante
un ventilador, hasta la evaporación de agua suficiente
para reducir el volumen total hasta un 10 % ó 5 %.
Reducido el volumen, se procede al secado hasta lograr un residuo sólido inerte con posibilidad de evacuación a vertedero, sin peligro de contaminación.
Otros procesos, permiten el tratamiento de los tres
residuos lı́quidos iniciales, las salmueras agotadas,
lejı́as de sosa agotadas y las aguas de proceso contaminadas, y otro de cristalización con obtención de
sales recuperables, sistemas de reserva y almacenamiento y secado de concentrados, ası́ como un sistema de control y mando, mediante equipo informático y programa diseñado para el control operacional
y medio ambiental.
Aviso:
Se puede realizar consulta prevista por el art. 37.3.8 LP.
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
B1
1
ES 2 187 379 B1
tiene como objetivo la obtención, a partir de los
residuos lı́quidos de:
DESCRIPCION
Sistema de tratamiento integral de residuos lı́quidos de aderezo de aceituna.
Sector de aplicación de la invención
El sistema de tratamiento integral de residuos
lı́quidos de aderezo de aceituna al que se refiere
la presente invención, será de aplicación, en todas aquellas industrias dedicadas al aderezo de
la aceituna de mesa, en las que existe siempre el
problema en la producción y gestión de vertidos
generados, con notable influencia medioambiental, por la contaminación de tierras y acuı́feros
provocados por derrames continuados de residuos
lı́quidos.
Estado de la técnica
En la actualidad, se utilizan balsas de evaporación natural como único medio dispuesto en evitación de vertidos, suelen ser de una ó varias hectáreas de extensión y unos dos metros de profundidad, pero, por fallos en la construcción, ó por
escasos trabajos de mantenimiento, se encuentran
la mayorı́a en estado precario ó de un manifiesto
abandono, lo que produce importantes problemas
de contaminación de tierras y acuı́feros provocados por derrames continuados de residuos lı́quidos.
El daño ambiental generado por el vertido de
lejı́as de cocido es enorme, cuando son vertidas
directamente a cauce. Cuando se destinan a sistema de depuración municipal este es incapaz de
depurar dado el caudal tan elevado de vertido,
difı́cilmente biodegradable por métodos convencionales. En consecuencia, este sistema de tratamiento es inhábil.
Un problema añadido es la estacionalidad de
la producción y en consecuencia, los vertidos que
se generan, producidos durante las campañas de
cocido de la aceituna -septiembre a diciembre- y
los vertidos que se producen durante todo el año
cuando se desechan las salmueras de conservación
donde las aceitunas han permanecido durante un
tiempo, hasta que son destinadas a su procesamiento para deshuesado, rellenado, o bien su enlatado directo después de su selección y calibrado.
Por último, es necesario hacer notar que el sector de la aceituna de mesa tiene un fuerte arraigo
y tradición en la economı́a andaluza y extremeña.
Los cambios habidos en el sector industrial de la
aceituna en los últimos veinticinco años, con la
mecanización e implantación de método de trabajo más racionales, han redundado en la mejora
de calidad del producto; sin embargo, el tratamiento de los vertidos está todavı́a sin solución.
Por todo ello, se ha seguido la investigación
teniendo siempre como objetivos:
5
10
15
20
25
30
35
La mayor parte de la energı́a utilizada en el
proceso proviene de la atmósfera siendo por tanto,
renovable. Se utiliza también energı́a eléctrica y
energı́a térmica de gas, en proporción minoritaria. Todo ello bajo control integrado para ofrecer
en cualquier momento de su funcionamiento una
garantı́a ambiental comprobable.
Los residuos lı́quidos de aderezo de aceituna
están compuestos de una base acuosa y una serie
de contaminantes que proceden en dos orı́genes:
el propio fruto de la aceituna (principalmente de
la parte carnosa del fruto) y los productos quı́micos necesarios para su proceso (sal común y sosa
cáustica principalmente), que en combinación con
los anteriores y por reacción quı́mica e incluso por
la aparición de procesos biológicos que se generen,
dan lugar a sustancias de gran poder contaminante y baja biodegradabilidad.
General:
Los vertidos contaminados que se producen
son fundamentalmente tres:
- Las lejı́as se sosa agotadas en el cocido de la
aceituna verde y sus aguas de lavado posterior,
- Las aguas residuales que se producen en las
instalaciones de en fabricación (densı́metro,
aguas de lavado y funcionamiento de las diferentes maquinarias).
45
A continuación se describen brevemente cada
uno de estos residuos lı́quidos, mencionando su
volumen de producción y las particularidades de
los procesos y contaminante que se encuentran.
Lejı́as de Cocido de la Aceituna Verde:
Esta es la primera operación que se realiza en
el proceso productivo, inmediatamente posterior
a la limpieza inicial y lavado que se practica a
la llegada del fruto y envasado en cajones a las
instalaciones.
El fruto se cuece habitualmente en tanques de
poliéster reforzado con fibra de vidrio de una capacidad entre 4.000 y 10.000 l; estos tanques se
llenan con aceitunas, usando un colchón de agua,
y se le añaden después las lejı́as de sosa cáustica.
Una vez que la aceituna y la lejı́a están en contacto, se produce una disolución de las sustancias naturales del fruto en la sosa, atravesando la
membrana externa o piel del mismo.
Actualmente se aplica en este tipo de industria, el recrecimiento de la lejı́a para ser utilizada
varias veces, esto significa que la lejı́a, una vez
realizado el trabajo de cocido sobre una carga de
aceituna, ha agotado la sosa cáustica disponible y
50
55
60
65
2
- Sustancias sólidas inertes no recuperables,
para destinarlas a su vertido como residuo
(materia seca inerte, no fermentable).
40
- Producción de fases sólidas que puedan ser
reutilizadas o bien gestionadas correctamente como residuo inerte.
Descripción de la invención
El sistema de tratamiento integral de residuos
lı́quidos de aderezo de aceitunas, que se preconiza,
- Sustancias sólidas recuperables, para destinarlas de nuevo a procesos productivos (jabones y sales).
- Las salmueras de conservación y fermentación de la aceituna ya cocida,
- Utilización de Energı́a Renovable en el mayor porcentaje posible del tratamiento.
- Obtención de vertido cero.
2
3
ES 2 187 379 B1
es añadida una cantidad adicional de lı́quido concentrado en sosa, de manera que se recupera su
capacidad de proceso para una nueva carga. Esta
práctica es habitual desde hace algunos años de
forma que con ello se consigue reducir a la mitad
o a la cuarta parte la cantidad de vertidos producidos en esta operación, en función del número
de reutilizaciones, por supuesto que el mayor no
de reutilizaciones aumenta proporcionalmente la
contaminación de la lejı́a agotada. En cualquier
caso resulta razonable considerar que un proceso
normal de cocido de 1 kg de aceitunas genere un
vertido de lejı́a de cocido agotada cercano al medio litro.
El tiempo de contacto entre la lejı́a y el fruto
varı́a de acuerdo al tipo de fruto y a su grado
de madurez, ası́ como a la concentración con la
que se prepara la lejı́a, aplicándose tiempos de
contacto que oscilan entre las seis y las 10 horas,
siendo el tiempo habitual unas 8 horas.
Aguas de lavado:
Una vez que los frutos han perdido mediante el
tratamiento con lejı́a las sustancias no deseadas,
están empapados con lejı́a agotada. Esto se soluciona en la siguiente fase de la producción, mediante un proceso de lavado con agua, que se suele
realizar en 1, 2 o tres repeticiones, que corresponden a un primer, segundo e incluso un tercer lavado. La duración de estos lavados oscila entre
6 y 12 horas, y su número depende de cada proceso particular y de las condiciones del fruto. El
grado de contaminación de estas aguas de lavado
es lógicamente descendente en relación a la lejı́a
original, pero en cualquier caso la contaminación
es elevada ası́ como su pH, que es fuertemente
básico.
Aguas de lavado y lejı́as agotadas suelen integrarse y mezclarse en las tuberı́as de desagüe
como un único vertido, que actualmente es dirigido mediante conducción o por transporte con
cisterna hacia balsas de evaporación, o en el peor
de los casos a vertido directo a cauce.
Salmueras de Conservación y Fermentación:
Una vez que el fruto ha sido cocido y lavado,
en el mismo depósito donde se han realizado dichas operaciones (o bien mediante su trasiego a
otro tipo de depósito llamado fermentador) se
añade salmuera. Esto se hace para la conservación del fruto y para que se desarrolle al mismo
tiempo una fermentación de tipo láctico. Las bacterias responsables de esta fermentación se alimentan de los azúcares presentes en la mezcla
de frutos y salmuera, produciéndose un fenómeno
complejo cuya duración y constantes deben ser
controladas, sobre todo el pH y la concentración
de Sal, que varı́an por la absorción del fruto, y que
deben mantenerse en valores constantes para evitar fermentaciones inadecuadas y los consiguientes daños o pérdidas del fruto.
Durante el proceso de conservación y fermentación de las aceitunas tienen lugar reacciones
quı́micas, con transformación de unas sustancias
en otras. En las salmueras de conservación se encuentran como contaminantes sustancias orgánicas en suspensión y en disolución, entre ellas, los
poli fenoles, que añaden una fuerte carga contaminante y de carácter nocivo. Es normal también
encontrar en la superficie libre de lı́quido superior
5
10
15
20
25
30
35
40
4
velos de crecimiento de hongos y levaduras, cuya
dispersión por agitación en el lı́quido da lugar a
unas partı́culas que quedan en suspensión o flotan
en la superficie, ası́ como grasas sobrenadantes.
El ı́ndice de producción de salmueras de conservación desechadas alcanza un volumen de 1 litro por cada kilo de aceituna procesado.
Aguas Residuales de Fabricación:
Estos vertidos se generan en varios puntos de
la industria. Uno de los elementos tı́picos del
proceso de fabricación es el densı́metro, depósito
lleno de salmuera que sirve para separar los frutos
deshuesados de los que no lo están, aprovechando
su diferencia de densidad. El mismo tiene una
aportación constante de salmuera limpia y un drenaje constante de salmuera contaminada. Siendo
este uno de los puntos donde se genera vertido.
Las tolvas donde se vacı́an los frutos o se almacenan para su proceso, es otro vertido. También
las máquinas deshuesadoras consumen una aportación de lı́quido para su funcionamiento que
arrastra también contaminación.
Cada factorı́a produce una mezcla en volumen
y contaminación diferente, que, además, varı́a durante la propia jornada de trabajo. Puede existir una contaminación muy fuerte en algunos momentos, y muy débil en otros, por el fuerte uso
de agua limpia para algún lavado. En cualquier
caso, la mezcla de todas esas aguas contaminadas
da lugar a un vertido altamente contaminante y
baja biodegradabilidad.
El sistema que se preconiza, es de carácter integral, lo que quiere decir que realiza todas las
funciones necesarias de tratamiento desde la entrada de los residuos lı́quidos de aderezo de aceituna hasta la salida del residuo seco a vertedero
ó producto a destino de nueva utilización.
El sistema realiza las siguientes funciones generales de proceso:
Separación de sustancias en estado sólido o
pastoso:
a. Sólidos de densidad mayor que la solución
soporte,
45
50
55
b. Sólidos de densidad menor que la solución
soporte.
Obtención de flujos de lı́quido residual clarificado.
Preparación de mezclas.
Reducción de volumen de los flujos y obtención de concentrados:
c. concentrados sobresaturados,
d. concentrados finales.
60
65
Solidificación a partir de concentrados sobresaturados,
Tratamiento posterior de Solidificados
Secado Térmico de Concentrados Finales.
Los efluentes transportados desde el origen
(planta de proceso de aderezo de aceitunas) a la
planta piloto, son almacenados en Tanques de Entrada, convenientemente diseñados para que tengan la capacidad necesaria para la realización de
los procesos de tratamiento. En total se disponen de aproximadamente 20.000 litros en tanques
3
5
ES 2 187 379 B1
de cabecera y de un volumen similar en tanques
intermedios.
La planta piloto se diseña con capacidad para
tratar tal volumen de R.L.A.A. significativo, que
supera las doscientas toneladas en los meses de
octubre a enero.
A continuación se describen las siguientes fases del proceso de tratamiento.
Tratamiento de Lejı́as y aguas de lavado.
En el tanque de almacenamiento inicial se encuentra el residuo lı́quido almacenado en las condiciones en la que se produce en la planta de fabricación, es decir que se encuentra lleno de una
mezcla significativa de los vertidos lı́quidos procedentes del cocido de la aceituna. Este tanque
tiene una conexión de salida hacia una bomba
que alimenta directamente a un dispositivo especial de tratamiento que conjuga dos funciones a
la vez: decantación y filtración.
Tratamiento de Salmueras de Conservación y
Fermentación.
Las salmueras de conservación se caracterizan
por tener en el seno del lı́quido que las forma
sólidos en suspensión de tamaños variables, cuyas velocidades de decantación varı́an también en
mismo sentido. También se encuentran partı́culas
que no decantan porque su tamaño es tan pequeño que no son afectadas por la gravedad, por
lo que permanecen de una manera fija en suspensión. De hecho, puede observarse que dichas partı́culas son capaces de moverse en sentido ascendente por agitación molecular natural
a la temperatura ambiente.
En cualquier caso, y de una forma similar
aunque diferente a las aguas residuales de fabricación, las salmueras de conservación necesitan
de un proceso combinado de decantación y separación de sobrenadantes. La decantación produce
un volumen casi constante de materia que es en
su mayor parte salmuera, sin embargo, la separación de sobrenadantes es a veces muy escasa, en
dependencia del origen de las salmueras de conservación y el tiempo que han estado en contacto
con el fruto.
Un tanque inicial con su control de nivel, de
donde sale una bomba encargada de realizar el
trasiego a un caudal determinado hacia el dispositivo de separación de sobrenadantes y de decantación simultáneas. Este dispositivo tiene una
salida por su parte inferior, controlada por una
válvula que da paso a una bomba de desplazamiento positivo encargada de evacuar periódicamente, en conexión con el sistema de control, los
decantados que se forman. Esta, también se conecta a la salida de sobrenadantes, de forma que
puede trabajar de manera alternativa con un separado u otro. El dispositivo posee una toma de
nivel constante que evacua el lı́quido clarificado
hacia el tanque correspondiente, donde se controlan las caracterı́sticas y el grado alcanzado en la
operación descrita. Posteriormente, el lı́quido es
bombeado al tanque de almacenamiento previo al
trasiego hacia el módulo de evaporación forzada,
donde la salmuera clarificada pasa a la siguiente
fase del tratamiento.
El producto de sobrenadantes y del decantado
a los que antes se ha referido, es igualmente destinado a un tanque de almacenamiento, donde se
4
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
6
extrae de nuevo todo el lı́quido decantado posible, y que está destinado a recirculación. El resto
del material de consistencia fangosa, es destinado
a la planta de secado de concentrados, donde se
convierte en un sólido inerte con destino final a
vertedero.
La salmuera clarificada, pasa al módulo de
evaporación forzada donde entra en la circulación
interna, y comienza el proceso de pérdida de agua.
La concentración de las salmueras procesadas va
incrementando su valor, hasta alcanzar el ı́ndice
de saturación necesario. Un dispositivo adicional,
es el encargado de proceder a la cristalización y
separación de la sal ası́ formada, del seno de la
salmuera que está haciendo su proceso de concentración. La sal sale mezclada con una parte del lı́quido concentrado, que precisamente en este proceso de concentración ha adquirido un fuerte color
oscuro, casi negro, motivado por la oxidación que
al contacto con el aire se ha producido en el interno del módulo. Las sustancias orgánicas presentes en las salmueras en disolución, sufren un
proceso de oxidación que afecta también a los átomos de hierro presentes, que son los responsables
de la coloración oscura que el lı́quido adquiere.
Se realiza una extracción constante de salmuera concentrada en sustancias orgánicas y sal,
de forma que dentro del tanque de recirculación
del módulo de evaporación se mantenga una condición constante de funcionamiento.
Tratamiento de aguas residuales de fabricación.
Las aguas residuales de fabricación tienen una
gran variabilidad en cuanto su contaminación
dentro de una misma factorı́a, existiendo mayores diferencias entre las industrias. El primer paso
para el tratamiento es la decantación y extracción
de los sólidos decantables, y la separación de los
sobrenadantes, para ello la planta piloto cuenta
con un dispositivo que controla las condiciones
en que se realiza la decantación y la separación,
por la parte inferior del mismo y por la lámina
libre de lı́quido que queda en su parte superior.
El control del tiempo de retención y la cinética
del fluido dentro del dispositivo son parámetros
fundamentales para el control de este proceso.
La corriente de efluente decantado y clarificado, pasa al tanque correspondiente donde se incorpora posteriormente al tanque de recirculación
del módulo de evaporación por convección forzada. Los flujos de decantados y sobrenadantes
son bombeados la sus tanques correspondientes
para sufrir un nuevo proceso de separación, y posteriormente a la espera de su trasiego y transporte
a la planta de secado, donde son definitivamente
separados los sólidos de su parte lı́quido acuoso,
generando un residuo sólido seco inerte apropiado
para su destino a vertedero.
Descripción de los sistemas del proceso
El sistema de tratamiento intregral de los residuos lı́quidos del proceso industrial de aderezo
de aceitunas. Trata completamente los tres residuos lı́quidos iniciales (salmueras agotadas, lejı́as
de sosa agotadas, aguas de proceso contaminadas)
desde su estado inicial hasta su conversión en un
sólido aprovechable como subproducto o bien en
un residuo sólido inerte, que puede ser depositado
directamente en un vertedero como sustancias que
7
ES 2 187 379 B1
no posee peligrosidad alguna para el medio ambiente puesto que ha llegado a un estado final de
no reactividad.
A continuación se describen los sistemas del
proceso cuya misión es realizar las funciones que
en el punto anterior se han expresado.
Cada uno de los sistemas ha sido especı́ficamente desarrollado por el cumplimiento de su función, diseñándose y poniéndose en marcha dispositivos especı́ficos creados al efecto, incluido en el
sistema de control un programa informático propio.
El tratamiento de cada uno de los residuos lı́quidos integra de diferente forma a cada uno de
los sistemas. Por ejemplo, el sistema de reserva
y almacenamiento da servicio a todo el proceso,
como también lo hace el sistema de control integrado.
Sistema de evaporación por convención forzada
SECF
El sistema de evaporación por convección forzada funciona por aprovechamiento de la energı́a
calorı́fica natural de la atmósfera con control directo o indirecto de los parámetros ambientales de temperatura, humedad relativa, velocidad
del viento, albedo e irradiación solar. Este sistema mantiene su capacidad de evaporación de la
fracción acuosa del residuo lı́quido que está procesando por aplicación del concepto de funcionamiento en condiciones de auto limpieza interna.
Esto se consigue mediante un estricto control de
los parámetros de recirculación y flujo de lı́quido en el interior de cada uno de los módulos que
componen el sistema.
Módulo ECF
Los Módulos de evaporación por Convención
forzada se basan en la experiencia acumulada en
el tratamiento por reducción de efluentes lı́quidos
industriales con cargas contaminantes de partida
muy superiores a las que presentan los R.L.A.A.
Una vez lleno el tanque de proceso con el residuo lı́quido pretratado, comienza el ciclo de reducción; recirculando el RLAA que se trate a través del módulo, procesado que va reduciendo su
volumen por la evaporación que se produce en el
módulo interno, en el que una lámina de lı́quido está en contacto directo con una corriente de
aire forzada; esta corriente de aire evapora el agua
contenida en el lı́quido dejando los contaminantes en el lı́quido restante. Según avanza el proceso de recirculación, el contenido del lı́quido en
agua disminuye progresivamente, y en la misma
proporción el volumen se reduce hasta alcanzar
valores del 10 % o menor del volumen inicial. El
Concentrado Final (del 10 al 5 % de Volumen Inicial) contiene prácticamente todos los contaminantes originales, con la ventaja que su volumen
en sensiblemente inferior.
En la planta piloto se usa un módulo especialmente construido para ello, y dispone de una capacidad de proceso normalizada de 250 metros cúbicos en los meses de octubre a enero. El módulo
tiene unas medidas exteriores de 3,4 metros de
ancho y de largo y 6 metros de altura. Está fabricado con una estructura interna metálica protegida de acero, y un cerramiento exterior en placas metálicas prefabricadas de acero lacado con
un acabado superficial liso con acanaladuras ver-
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
8
ticales. Las placas están fijadas a la estructura
exterior de manera que pueden desmontarse con
facilidad. El módulo dispone de pasillo de inspección en su parte superior para acceder directamente a la tobera de salida y al ventilador, para
control directo de este elemento y acceso para medición de emisiones y efectividad del sistema de
control de aerosoles. El módulo interno de evaporación está fabricado PVC y se apoya en soportes
de acero. Esta disposición forma conductos en el
sentido del flujo de aire y en cuyas láminas queda
retenido el lı́quido a evaporar.
El flujo de aire a través de los paneles se consigue con un ventilador axial horizontal, con palas
ajustables en parada y accionado por un motor
eléctrico. Un segundo módulo interno montado
verticalmente en el interior de las unidades, tiene
la función de retener las gotas de efluente que
hayan podido desprenderse de los paneles de evaporación y ası́ evitar la emisión de aerosoles a la
atmósfera.
El fundamento de este sistema es conseguir la
formación de una gran superficie interior de intercambio en la unidad, que al mojarse por un
regado programado y ser atravesada por la corriente de aire forzada que provoca el ventilador,
produce la evaporación. El lı́quido aportado en
cada ciclo de aspersión repone el que se ha evaporado, produciendo también un imprescindible
efecto de lavado de los paneles que evita su ensuciamiento y pérdida de rendimiento. Este lı́quido,
que ya ha perdido parte del agua, cae en el fondo
del módulo evacuándose directamente al tanque
de proceso para ser recirculado y de este modo
aumentar progresivamente la concentración hasta
un valor cercano a la saturación. Cuando se llega
a esa concentración el lı́quido deja de recircular
y se evacua del depósito en tanque de proceso al
tanque de concentrado, iniciando un nuevo ciclo
con un nuevo llenado de lı́quido sin concentrar.
La superficie interior de intercambio citada ha
de mantenerse constantemente limpia de adherencias. Si llegan a producirse adherencias, paulatinamente se irá depositando una capa sólida
que en su crecimiento entorpecerá hasta el bloqueo total el módulo interno de evaporación por
convección forzada. El control de los parámetros
siguientes es esencial para impedir el comienzo
y crecimiento de adherencias: velocidad de flujo
de lı́quido, geometrı́a del flujo, control de viscosidad, control de temperatura. Todo ello se denomina funcionamiento bajo condiciones de auto
limpieza.
Tanque de recirculación
El tanque de recirculación o de proceso está
construido en hormigón armado o acero, según
convenga, como un vaso contenedor formado por
fondo y paredes que forman una unidad. Se dimensiona para soportar el esfuerzo del lı́quido que
contiene. El fondo estará construido con pendiente para evacuar fácilmente los sólidos decantados que durante el proceso se depositen. Sus
dimensiones son tales que proveen de una capacidad de unos 8.000 litros. El tanque de recirculación es un elemento muy importante puesto que
en el se da un proceso de origen fı́sico que desemboca en transformaciones quı́micas en los lı́quidos
que están siendo procesados: existen variaciones
5
9
ES 2 187 379 B1
de viscosidad que son evidentes según avanza el
proceso, pero también aparecen transformaciones
de carácter quı́mico en la sustancias que están
disueltas o bien suspendidas en la solución que
se está tratando. El tanque de recirculación está
internamente recubierto de una capa inerte que
impide el ataque del material que lo forma. En el
tanque de recirculación se integran los controles
de nivel que mandan señal a través del sistema de
instrumentación. Del tanque de recirculación se
extrae el caudal suficiente para la recirculación del
módulo. Asimismo se extraen caudales de lı́quido
para ser enviados al sistema de solidificación, que
son determinados y controlados por el sistema de
control integrado.
Sistema de recirculación
El sistema de recirculación se compone de un
equipo de bombeo formado por una bomba que
provee de caudal suficiente para el funcionamiento
del módulo. Aspira directamente del tanque a
través de una tuberı́a con válvula anti retorno.
El caudal generado por cada bomba se envı́a por
una red de tuberı́a de PVC dispuesta al efecto
que enlaza con el colector interior del módulo.
Los inyectores que montan los colectores internos
son de diseño y desarrollo propios y su geometrı́a
permite obtener un caudal que consigue que el
módulo interno de evaporación funcione en condiciones de auto limpieza, fundamental para que
el rendimiento sea constante y elevado, el sistema
de recirculación funciona en condiciones variables
de viscosidad, asumiendo que la concentración
de las sustancias disueltas se incrementa con el
avance del proceso, teniendo en cuenta asimismo
que existe en sólidos en suspensión de carácter
microscópico que influyen también en el procesamiento. El sistema dispone de un control de
la presión y que el caudal que en cada momento
está utilizándose, y asimismo existe una señal de
control de la energı́a que se está consumiendo. La
secuencia de funcionamiento del sistema, ya que
éste es alternativo, varı́a según lo establecido y
gobernado por el sistema integrado de control de
proceso.
Sistema de tratamiento especı́fico previo de salmueras STPS
El sistema de tratamiento especı́fico previo de
salmueras STPS dispone de un dispositivo especial para realizar un proceso simultáneo de decantación y flotación, con separación de sólidos y
flotantes, y descarga de salmuera clarificada en
condiciones de trasvase al siguiente sistema de
tratamiento. Las salmueras de conservación se caracterizan por tener tan el seno del lı́quido que las
forma sólidos en suspensión de tamaños variables,
cuyas velocidades de decantación varı́an también
en razón a su tamaño. También se encuentran
partı́culas que no decantan porque su tamaño es
tan pequeño que no son afectadas por la gravedad, por lo que permanecen de una manera fija
en suspensión. De hecho, puede observarse que
dichas partı́culas son capaces de moverse en sentido ascendente por agitación molecular natural
a la temperatura ambiente.
En cualquier caso, y de una forma similar a las
aguas residuales de fabricación, las salmueras de
conservación necesitan de un proceso combinado
de decantación y separación de sobrenadantes. La
6
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
10
decantación produce un volumen casi constante
de materia que es en su mayor parte salmuera lı́quida; sin embargo, la separación de sobrenadantes es a veces muy escaso, en dependencia del origen de las salmueras de conservación y el tiempo
que han estado en contacto con el fruto.
Existe un tanque inicial con control de nivel,
de donde sale una bomba encargada de realizar
el trasiego a un caudal determinado hacia el dispositivo de separación de sobrenadantes y de decantación simultáneas. Este dispositivo tiene una
salida por su parte inferior, controlada por una
válvula que da paso a una bomba de desplazamiento positivo encargada de evacuar periódicamente, en conexión con el sistema de control, de
los decantados que se forman. Esta, también se
conecta a la salida de sobrenadantes, de forma
que puede trabajar de manera alternativa con un
separado u otro. El dispositivo posee una toma
de nivel constante que evacua el lı́quido clarificado hacia el tanque correspondiente, donde se
controlan las caracterı́sticas y el grado alcanzado
en la operación descrita. Posteriormente, el lı́quido es bombeado al tanque de almacenamiento
previo al trasiego hacia el muro de evaporación
forzada, donde la salmuera clarificada pasa a la
siguiente fase del tratamiento.
La suma de volúmenes de sobrenadantes y del
decantado, a los que antes se ha referido, son
igualmente destinados a un tanque de almacenamiento, donde se extrae de nuevo todo el lı́quido decantado posible, va destinado a recirculares.
El resto del material de consistencia fangosa, el
destinado a la planta de secado de concentrados,
donde se convierte en un sólido inerte con destino
final a vertedero.
Sistema de tratamiento especı́fico previo de lejı́as
agotadas STPL
El sistema de tratamiento especı́fico previo de
lejı́as agotadas STPL dispone de un dispositivo
especial para realizar la separación de los jabones presentes en el residuo lı́quido, con descarga
de los mismos, y trasvase de la lejı́a clarificada
en condiciones controladas al siguiente sistema de
tratamiento.
En el tanque de almacenamiento inicial se encuentra el residuo lı́quido almacenado en las condiciones en la que se produce en la planta de fabricación, es decir que se encuentra lleno de una
mezcla significativa de los vertidos lı́quidos procedentes del cocido de la aceituna. Este tanque
tiene una conexión de salida hacia una bomba
que alimenta directamente a un dispositivo especial de tratamiento que conjuga dos funciones a
la vez: decantación y filtración.
De este dispositivo, que dispone de una recirculación interna de los lı́quidos tratados, se obtiene un efluente claro por separación del sobrenadante por un lado, y el producto de la filtración
que se realiza por la parte inferior del tanque superior del dispositivo, que se halla perforado. El
lı́quido filtrado es recogido mediante bombeo y
enviado al tanque de almacenamiento correspondiente, donde es retenido hasta el paso a la etapa
de evaporación por convección forzada. En este
dispositivo, se extrae una mezcla de lejı́a con una
dispersión de partı́culas de jabón, que son depositadas en una cinta continua que tiene la función
11
ES 2 187 379 B1
de extraer una torta inferior con limitado contenido en agua. El movimiento de la cinta está
controlado para que el efecto de filtrado, sea seguido por un proceso de transporte, y una separación mecánica del producto, finalizando con una
limpieza a contracorriente, utilizando para ello la
misma lejı́a agotada que todavı́a no ha entrado al
proceso.
Existe una recirculación desde la zona de limpieza al tanque superior de dispositivo. Por último a la mezcla que ha sido separada por la cinta
se le da un tratamiento de acabado de forma que
se obtenga una pasta de consistencia suficiente,
y con una eliminación de lı́quido residual original. Cada uno de los elementos primordiales de
circuito esta gobernado por el sistema de control, disponiendo de detección y de los parámetros
más importantes que gobiernan el proceso. De
acuerdo a las previsiones de proceso que se incluye en este documento, se tratarán aproximadamente 100 toneladas de lejı́as y aguas de lavado
para la obtención de 7 toneladas de jabones, y 7,5
toneladas de concentrado. Este último producto
debe ser secado mediante el uso de una energı́a calorı́fica de alta calidad, como la que se dispone en
la planta de secado de concentrados que se indica
en otro de los planos insertos en este documento.
Sistema de tratamiento especı́fico previo de las
aguas de proceso contaminada STAP
El sistema de tratamiento especı́fico previo de
las aguas de proceso contaminada STAP integra
un dispositivo especial para realizar un proceso simultáneo de decantación y flotación, integrando
una descarga de las aguas residuales que es posible evacuar directamente a la red de saneamiento
pública; realiza la separación de decantados y flotantes, y destina el residuo lı́quido clarificado en
condiciones controladas al siguiente sistema de
tratamiento.
Sistema especı́fico de tratamiento de solidificación
SETS
El sistema especı́fico de tratamiento de solidificación SETS integra un dispositivo para la solidificación y separación de las sales de los concentrados producidos en el sistema SECF, produciendo una sal sólida recuperable para el proceso
productivo.
La salmuera clarificada, pasa al módulo de
evaporación forzada donde entra en la circulación
interna, y comienza el proceso de pérdida de agua.
La concentración de las salmueras procesadas va
incrementando su valor, hasta alcanzar la saturación. Un dispositivo adicional que puede observarse en el plano n◦ 4, es el encargado de proceder
a la solidificación por cristalización y separación
de la sal ası́ formada, del seno de la salmuera que
está haciendo su proceso de concentración. La sal
sale mezclada con una parte del lı́quido concentrado, que precisamente en este proceso de concentración ha adquirido un fuerte color oscuro,
casi negro, motivado por la oxidación que al contacto con el aire se ha producido en el interno
del módulo. Las sustancias orgánicas presentes
en las salmueras en disolución, sufren un proceso
de oxidación que afectan también a los átomos de
hierro presentes, que son los responsables de la
coloración oscura que el lı́quido adquiere.
Se realiza la extracción constante de salmuera
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
12
concentrada en sustancias orgánicas y sal, de
forma que dentro del tanque de recirculación del
módulo de evaporación se mantenga una condición constante de funcionamiento.
Sistema de reserva y almacenamiento SRA
El sistema de reserva y almacenamiento SRA,
realiza las funciones de reserva y almacenamiento
intermedios de residuos lı́quidos en coordinación
con los sistemas anteriores. En el caso de la planta
piloto el diseño y dimensionado de el sistema de
reserva y almacenamiento no tiene en cuenta los
volúmenes necesarios para garantizar el funcionamiento durante un ciclo anual completo. En el
caso de una planta real, y de acuerdo a las experiencias, se realiza un balance hidráulico completo
en el que se tienen en cuenta todas las posibles
variables de carácter ambiental que afectan a la
evaporación; igualmente se tienen en cuenta posibles variaciones en los caudales de residuos lı́quidos que va a tener que procesar el sistema. Cada
una de las etapas necesita de un caudal estable
durante el tiempo de funcionamiento, y dicha estabilidad está en función de la capacidad de almacenamiento y intermedio del sistema SRA. Todos
los tanques tienen un drenaje de fondo de forma
que puede evacuarse la materia sólida que por decantación se deposite.
Sistema de secado de concentrados SSC
El sistema de secado de concentrados SSC,
realiza la deshidratación final de los concentrados
descargados por los sistemas anteriores, hasta la
obtención de un sólido seco inerte, se compone
de un almacenamiento de gas natural licuado, un
sistema de alimentación que incluye la función de
cambio de fase del gas licuado a gas, un sistema de
mezcla y un quemador; el caudal de gases de combustión calientes atraviesa una cámara especial
donde se pulveriza mediante un sistema especı́fico
los condensados que han sido extraı́dos de los sistemas anteriores. El intercambio de calor entre
los gases de combustión y el lı́quido, pulverizado
establece una eliminación de agua restante contenida los concentrados y una carbonización de
la materia orgánica presente. Eso tiene el efecto
de eliminación de agua lı́quida por su conversión
en vapor, y la conversión de materias orgánicas
residuales en anhı́drido carbónico y agua, quedando como restante una ceniza inerte compuesta
básicamente de restos minerales.
La corriente de gases mezcla de partı́culas sólidas, vapor de agua, gases de combustión y exceso de aire de la misma, es conducida hacia una
instalación de filtros de mangas; en esta fase posterior se retiene todo el polvo dejando pasar los
gases. El polvo retenido en una tolva inferior para
su descarga periódica a un envase adecuado tipo
bigbag. Los gases filtrados son evacuados a la
atmósfera a través de un ventilador centrı́fugo.
El sistema posee un control completo de combustión, en el que incluye medida de los caudales
de alimentación de aire, lı́quidos, de gas licuado
y temperaturas de proceso, incluyendo alarmas y
disparos de seguridad.
Sistema de control integrado del proceso SICP
El sistema de control integrado del proceso
SICP, dispone de un equipo informático y de un
programa diseñado y desarrollado para el control
operacional y medio ambiental integral de todos
7
13
ES 2 187 379 B1
los sistemas anteriores.
El sistema de control de la Planta Piloto realiza las siguientes funciones principales:
A- Arranque y parada manuales según operador.
5
B- Arranque, funcionamiento y parada automáticos en función de las condiciones ambientales. Registro continuo de variables
ambientales (Hr, T, t) y de funcionamiento (tiempos de funcionamiento/parada de
PEF).
10
C- Detección de nivel en ciertos tanques de
proceso y registro de los mismos durante la
operación, controles de llenado.
15
D- Alarma de malfuncionamiento de bombas,
válvulas y ventilador. Preaviso de arranque
automático.
El núcleo del sistema de control está formado
por un PC y hardware asociado, en el que se
instala un programa informático, con funcionamiento ajustada las funciones antes descritas.
Sistema de instrumentación de proceso SICP-1
El sistema de instrumentación del proceso alcanza a la medición mediante detectores de todos
los parámetros necesarios del proceso. Las mediciones de temperatura, presión, humedad relativa, nivel, conductividad, pH se realizan mediante detectores apropiados, que se sitúan en los
puntos correspondientes.
La función del sistema de instrumentación es
doble: la señal generada por cada detector es convenientemente filtrada y corregida, para ser registrada con una periodicidad determinada. Las
señales producidas y grabadas constituyen la base
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
8
14
de los datos que justifica que el funcionamiento
del sistema completo se ajusta a lo previsto; y de
muestra, por la misma razón las desviaciones de
funcionamiento. Las señales son también utilizadas para el gobierno de el programa de funcionamiento, que toma decisiones en función del valor
de cada parámetro.
Sistema de control de proceso SICP-2
El sistema de control del proceso recibe toda
la información del sistema de instrumentación, y
se compone de equipo informático y del programa
informático que controla todos los sistemas fı́sicos
descritos anteriormente.
Equipo informático SCIP-21
El sistema de control del proceso a que se refiere este punto es el equipo fı́sico o hardware
al que están conectadas las lı́neas de transmisión
de señales procedentes del sistema de instrumentación anterior. Este sistema de control se compone de equipo convencional de procesamiento de
instrucciones (autómata y módulos auxiliares).
Los sistemas generales adicionales al sistema
que se reivindicara, son los eléctricos, neumáticos
y auxiliares para el funcionamiento de la planta
de tratamiento, y que serán las adecuadas a cada
caso, en cuanto a voltaje, instalaciones, canalizaciones y conductores, de acuerdo don las normas
existentes en cada caso para este tipo de instalaciones eléctricas, ası́ como los sistemas de mando
basados en la utilización de la energı́a neumática
y situados en las zonas que en cada caso se consideren más adecuadas, en cuanto a seguridad comodidad y facilidad de empleo.
La forma, materiales y dimensiones, podrán
ser variables, y en general, cuanto sea accesorio y
secundario, siempre que no altere, cambie o modifique la esencialidad del sistema que se ha descrito.
15
ES 2 187 379 B1
REIVINDICACIONES
1. Sistema de tratamiento integral de residuos
lı́quidos de aderezo de aceituna, caracterizado
por tratar completamente los tres residuos lı́quidos iniciales, salmueras agotadas, lejı́as de sosa
agotadas, y aguas de proceso contaminadas, desde su estado inicial hasta su conversión en un sólido aprovechable como subproducto o bien como
residuo sólido inerte sin peligrosidad en vertedero, comprendiendo un sistema de evaporación
por convección forzada, un tratamiento especı́fico
de salmueras otro tratamiento especı́fico de lejı́as
agotadas, ası́ como de aguas de proceso contaminadas y otro de cristalización, incluyendo un sistema de reserva y almacenamiento, otro de secado
de concentrados y un sistema de control integrado
del proceso.
2. Sistema de tratamiento integral de residuos
lı́quidos de aderezo de aceituna, según reivindicación primera, caracterizado porque el sistema
de evaporación por convección forzada; está formado por unos módulos de evaporación aprovechando la energı́a calorı́fica natural de la atmósfera con control de los parámetros ambientales
recirculando los residuos lı́quidos a tratar reduciendo el volumen de los mismos por evaporación
ayudada por una corriente de aire forzada hasta
conseguir reducciones del volumen inicial del orden del 10 % al 5 %, estando dotados estos módulos de paneles internos para ofrecer un máximo
de superficie a evaporar y formando conductos en
el sentido del flujo del aire y en cuyos paneles,
queda retenido el lı́quido a evaporar.
3. Sistema de tratamiento integral de residuos
lı́quidos de aderezo de aceituna, según reivindicaciones primera y segunda, caracterizado porque la corriente de aire forzada se obtiene mediante un ventilador axial horizontal actuado por
un motor eléctrico y por la previsión de un segundo módulo interno con la función de retener
las gotas de efluente que hayan podido desprenderse de los paneles de evaporación evitando la
emisión de aerosoles a la atmósfera.
4. Sistema de tratamiento de residuos lı́quidos de aderezo de aceituna, según reivindicaciones
primera a tercera, caracterizado por el hecho
que, alcanzada la reducción de volumen prefijada,
se procede a la inertización después de trasvasado
a un tanque de concentrado, dejando al anterior
en condiciones de un nuevo llenado para inicio de
un nuevo ciclo de reducción.
5. Sistema de tratamiento de residuos lı́quidos de aderezo de aceituna, según reivindicaciones primera a cuarta, caracterizado porque el
sistema especı́fico de tratamiento de salmueras,
está constituido por un tanque inicial, con su control de nivel, de donde, mediante una bomba se
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
16
produce el trasiego de un caudal determinado a
un dispositivo de separación de sobrenadantes y
de decantación simultánea, dispositivo dotado de
una salida por la que mediante una bomba se evacuan periódicamente los decantados que se forman; ası́ como los sobrenadantes, destinando la
fracción fangosa obtenida a la planta de secado
donde se convierte en un sólido inerte con destino
final a vertedero.
6. Sistema de tratamiento de residuos lı́quidos de aderezo de aceituna, según reivindicaciones primera a quinta, caracterizado porque el
sistema de tratamiento especı́fico de lejı́as de sosa
agotadas, está formado por medio de una bomba
que desde el tanque inicial del proceso, lleva los
vertidos lı́quidos procedentes del cocido de la aceituna a un recipiente especial de decantación y
filtración donde se separa el sobrenadante y el
producto de filtración que se realiza por el fondo
perforado de dicho recipiente, recogiendo este en
un tanque de almacenamiento donde es retenido
hasta el paso de la etapa de evaporación por convección forzada, extrayéndose una mezcla de lejı́a
con partı́culas de jabón que depositadas en una
cinta transportadora continua logra una torta con
limitado contenido en agua de la que se extrae
el subproducto aprovechable y más recto que es
llevada a un dispositivo de secado por energı́a calorı́fica para obtener un producto sólido inerte con
destino a vertedero.
7. Sistema de tratamiento integral de residuos
de aderezo de aceituna, según reivindicaciones
primera a sexta, caracterizado porque el tratamiento de aguas de proceso contaminadas, integra
un dispositivo para realizar un proceso simultáneo
de decantación y flotación, descargando las aguas
residuales que es posible evacuar directamente a
la red de saneamiento, y separando los decantados y flotantes destinando el residuo destinando
el residuo lı́quido clarificado al siguiente sistema
de tratamiento.
8. Sistema de tratamiento integral de residuos
de aderezo de aceituna, según reivindicaciones
primera a séptima, caracterizado porque el proceso de solidificación y separación de las sales de
los concentrados en anteriores procesos, se efectúa
usando el módulo de evaporación forzada, y un
tanque especı́fico donde se produce la cristalización y separación de la sal ası́ formada de la salmuera en proceso de concentración, realizándose
una extracción constante de salmuera concentrada en sustancias orgánicas y sal, de forma que
en el tanque de recirculación del módulo de evaporación se mantiene una condición constante de
funcionamiento, y logrando que las sales cristalizadas extraı́das, sean utilizables en el proceso
productivo.
60
65
9
kES 2 187 379
kN. solicitud: 200102536
kFecha de presentación de la solicitud: 16.11.2001
kFecha de prioridad:
OFICINA ESPAÑOLA
DE PATENTES Y MARCAS
11
ESPAÑA
22
21
◦
32
INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
k
51 Int. Cl.7 :
C02F 9/02, B09B 3/00 // (C02F 103:32)
DOCUMENTOS RELEVANTES
Categorı́a
Documentos citados
Reivindicaciones
afectadas
A
US 3975270 A (TERANISHI, R. et al.) 17.08.1976,
todo el documento.
1-8
A
US 3732911 A (LOWE, E. et al.) 15.05.1973, todo el documento.
1-8
A
ES 2059283 A1 (K.W., S.A.) 01.11.1994, todo el documento.
1-8
A
NL 1005938 C2 (WIENDELS BEHEER BV W J) 03.11.1998 (resumen)
WPI [en lı́nea] Londres (Reino Unido): Derwent Publications Ltd.
[recuperado el 21.04.2003]. Recuperado de: EPOQUE, E.P.O.
DW 199908, N◦ de acceso 1999-094214.
1-8
Categorı́a de los documentos citados
X: de particular relevancia
O: referido a divulgación no escrita
Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la
P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación
misma categorı́a
A: refleja el estado de la técnica
de la solicitud
E: documento anterior, pero publicado después de la fecha
de presentación de la solicitud
El presente informe ha sido realizado
× para todas las reivindicaciones
Fecha de realización del informe
23.04.2003
para las reivindicaciones n◦ :
Examinador
A. Maquedano Herrero
Página
1/1