PROYECTO DE PROCESOS VINIFICACIÓN INTEGRANTES: ANTONIO ARACENA, RODRIGO CHINCHEROS, CARLOS CASTRO MATERIA: PROCESOS FISICOQUIMICOS IMA-243 DOCENTE: MARIA ROSALVA ANGULO REYES Introducción La industria vitivinícola es una de las más importantes de la región tanto por su importancia económica como por el impacto que ocasiona en los distintos ecosistemas debido a la gran cantidad de efluentes que se producen como resultado de los diferentes procesos de la elaboración del vino, mismos efluentes que la mayoría de las veces son vertidos en los principales cuerpos de agua, que debido a su alta carga orgánica ocasión contaminación que a su vez sígnica un riesgo para la calidad del agua y su disponibilidad. En este documento explicaremos las diferentes de etapas de los procesos de vinificación y los métodos de tratamiento más efectivos y eficientes para los efluentes de cada etapa. Etapas del proceso que generan efluentes que requieren tratamiento. Recepción de uva en remolques Limpieza de los remolques y tolva En esta etapa se generan efluentes como resultado del lavado de los remolques Recepción de uva en cajas Se generan efluentes como resultado de la limpieza de cajas Despalillado Se generan efluentes limpieza de la despalilladora Fermentación alcohólica Limpieza de depósitos Se generan efluentes como resultado de la fermentación y la limpieza de los depósitos Prensado Limpieza de prensas._ Se trata de una operación en la que se aplica presión por medio de una prensa tanto a uvas como a racimos, orujos o restos del sombrero con el objetivo de extraer zumo, mosto o vino. Aunque existen multitud de procedimientos de prensado de la uva, los sistemas neumáticos horizontales son los más comúnmente utilizados. Clarificación Consiste en añadir al vino un clarificante para que mediante cargas electrostáticas se una a partículas en suspensión de carga contraria, formando flóculos mayores que precipitan por acción de la gravedad. Sirve para eliminar posos o partículas en suspensión. Por ejemplo, la albúmina del huevo tiene carga contraria que los taninos, por lo que estas dos sustancias se unen y precipitan y en los vinos tintos se añade para eliminar el exceso de taninos en suspensión. La Bentonita tiene una carga contraria a la de las proteínas y se utiliza sobre todo en blancos y rosados para eliminar el exceso de proteínas. Embotellado Limpieza tren de embotellado Se generan efluentes a la hora de la limpieza del tren de embotellado Tipo de tratamientos o procesos a tratar Para poder tratar el agua residual procedente de la actividad vitivinícola con mayor eficacia se utiliza tratamientos de biológicos no tradicionales. Tomando en cuenta la salinidad y así poder resolver los picos mínimos y máximos de caudal en época de vendimia y de no vendimia. El tratamiento consiste en un proceso biológico por lodos activos depuración del efluente y una elevada estabilidad del proceso. El tratamiento está conformado paralelamente para que se pueda efectuarse tanto cuando haya flujo de efluentes altos como también bajos, este proceso es discontinuo y el aprovechamiento de este es de mucho beneficio. La primera fase del tratamiento comprende siempre una etapa de filtración y de regularización de los efluentes. Esta fase del proceso es simple, pero muy importante, pues su existencia se justifica para garantizar que la fase siguiente del tratamiento, la oxidación biológica, sea alimentada con un caudal constante de efluente, tanto en la cantidad como en la carga de contaminantes. (Canales Sectoriales, 2010, párrafo 8) La primera fase del tratamiento comprende una etapa de filtración y también de regulación de efluentes. Esta fase es importante ya que su existencia se justifica para garantizar que la fase siguiente del tratamiento, el cual es la oxidación biológica sea alimentada con un caudal constante de efluente, tanto en la cantidad como en la carga de contaminantes. Dado el gran número de polifenoles presentes en estos efluentes, básicamente taninos, protectores naturales de la materia orgánica, y que por su naturaleza dificultan la degradación del sustrato orgánico presente en el agua, implantamos siempre un proceso de pre-oxidación especial que nos garantiza una reducción de, aproximadamente, un 50% en la carga de DQO. (Canales Sectoriales, 2010, párrafo 9). En la siguiente fase se realiza una neutralización debido a que las aguas resultantes de la actividad vitivinícola en temporada de vendimia son acidas y el resto del año alcalinas. Después de realizar la neutralización se realiza una homogenización con dosificación de reagentes neutralizadores, para garantizar que el subsiguiente proceso biológico discurre con los valores de pH adecuados para su máxima eficiencia. El proceso biológico SBR (‘Sequencing Batch Reactor’), en el cual la oxidación y la sedimentación son efectuados en el mismo tanque, permite una buena flexibilidad del sistema, y funcionando de manera diferente durante la vendimia que el resto del año. (Canales Sectoriales, 2010, párrafo 10) Después de la fase de homogeneización, el efluente es transportado hacia los tanques de aireación con la mayor brevedad, para aprovechar al máximo la bio-absorción de la sustancia orgánica soluble y el crecimiento de los lodos. La aireación se mantiene durante un largo periodo, que puede alcanzar las 20 horas. En el periodo de aireación, los lodos biológicos metabolizan la sustancia orgánica, depurando el efluente. El aire es administrado a través de una red de difusores de micro-burbujas, que permiten obtener una mezcla adecuada de los líquidos con la biomasa y, como tal, una aireación óptima. Después de la fase de oxidación, la aireación es interrumpida y la mezcla de la fase líquida con los lodos se deja sedimentar durante un periodo adecuado. Después de este periodo, las aguas clarificadas son descargadas y enviadas hacia el desagüe final. En el tanque quedará siempre una mezcla de líquido con lodos para el próximo ciclo de funcionamiento. Entretanto, los lodos en exceso serán descargados del fondo de los reactores. Al final de esta descarga se podrá iniciar un nuevo ciclo de alimentación de las aguas provenientes del tanque de homogeneización. Naturalmente son producidos lodos en exceso, en mucha menor cantidad que en un proceso biológico convencional, que deberán ser tratados conforme a los requisitos del proyecto en curso. Definición, etapas de tratamiento en general Existen diferentes tratamientos que tiene la EDAR de una bodega, con sus respectivas etapas: . Pretratamiento Tratamiento físico Es necesaria la fase de separación de sólidos y líquidos para evitar todo riesgo de obturación en las conducciones, bombas y demás elementos del sistema de tratamiento de aguas. Se recomienda un equipo de tamizado de sólidos automático para separar las partículas sólidas gruesas y finas (tamaño superior a un milímetro) tal y como las pepitas, hollejos, raspones, etc. Tratamiento fisicoquímico En la fase de tratamiento primario se recomienda un equipo DAF (Flotador por Aire disuelto), para la eliminación de las partículas sólidas más finas junto con las fases flotantes que pudieran existir en el agua (aceites, grasas,). Mediante la inyección de productos químicos, el tratamiento fisicoquímico facilita la coagulación y floculación de sustancias solubles que de otra manera no podrían separarse, y facilitar su precipitación y flotación para posterior extracción. Con este sistema físico–químico se logra reducir las variaciones de caudal y conseguir unos rendimientos de eliminación de sólidos en suspensión, aceites y grasas superiores al 95%. Esto conllevará igualmente una reducción de la DBO5 igual o superior al 50%. Tratamiento Biológico Tratamiento Biológico Aerobio El tratamiento biológico tiene por función la eliminación de materia orgánica (DBO5), materia en suspensión, así como la oxidación del nitrógeno reducido a nitrógeno en forma oxidada denominada la etapa de nitrificación. Tratamientos biológicos como: Tratamiento biológico por fangos activos de baja carga Con este tratamiento, la eliminación de la materia orgánica y los sólidos coloidales presentes en el agua residual se realiza en un ambiente aerobio mediante la intervención de microorganismos capaces de su degradación. Para una mejor productividad se añade un sistema de aportación y distribución de oxígeno en el reactor biológico a través de una parrilla de difusores de burbuja fina. Los difusores de burbuja fina (60 micras) consiguen altos rendimientos en los procesos de transferencia de oxígeno debido a su pequeño diámetro y a su ascensión lenta hasta la superficie. En la etapa de clarificación o decantación secundaria se separan por diferencia de densidad los sólidos biológicos del agua, obteniendo fango en la parte inferior y agua clarificada por el vertedero de salida. Tratamiento biológico mediante lecho móvil (MBBR) Con este tratamiento se reduce el volumen de los reactores biológicos. Consiste en disponer distintos rellenos y etapas de depuración en que determinadas bacterias prevalecen sobre otras a fin de optimizar la depuración biológica. Se necesitará instalar un decantador para la extracción de los fangos producidos. Tratamiento Biológico Anaerobio Una opción de tratamiento que resulta más costosa de instalación que las anteriormente descritas, pero también más eficiente, produce menos fangos, y es capaz de generar biogás que luego se trasforma en energía eléctrica o calorífica, es la de utilizar como estadio previo un tratamiento anaerobio de los efluentes generados. En este caso, el pretratamiento, será similar al comentado para el tratamiento aerobio; de aquí se homogeneizará el efluente en un depósito agitado desde donde es bombeado aun sistema biológico anaerobio del tipo UASB / EGSB/ o similar. La exigencia de nutrientes (N, K, P…) será notablemente inferior a la que demanda un tratamiento aerobio, con lo consiguiente ahorro, y, además, la producción de fangos es muy baja y revalorizable para otras depuradoras o para reserva de la misma. El rendimiento de depuración es del orden del 80- 90 %, con lo que, en muchos casos, no será preciso más tratamiento (vertidos a colector). Cuando nos encontramos con normativas más exigentes, como vertido a dominio público, se procesa el efluente resultante en un tratamiento biológico aerobio de aireación prolongada, seguido de un decantador secundarios con recirculación de fangos. Tratamientos Avanzados Si el efluente del tratamiento secundario se desea reutilizar para regar el viñedo, previamente deberá ser sometido a una etapa de desinfección. La desinfección más compatible con los posteriores usos de esta agua son la oxidación mediante ozono y la radiación ultraviolada. En cambio, si se desea utilizar el agua de nuevo en el proceso, será necesario un tratamiento más completo para mejorar su calidad. El efluente del tratamiento secundario deberá ser filtrado (mediante un lecho granular de arena o similar) como proceso de pretratamiento previo antes de un proceso de filtración por membranas, generalmente, una ultrafiltración y después una ósmosis inversa. La calidad del permeado de la ósmosis inversa es excelente y permite cualquier uso dentro del proceso de elaboración del vino. Una tecnología aún en fase de desarrollo, pero que puede arrojar muy buenos resultados económicos, consiste en producir una fermentación del agua residual para transformar todos los azúcares presentes en etanol, el cual puede ser separado mediante un proceso de concentración-evaporación al vacío. El etanol separado representa en torno al 85% de la DQO inicial. Así, por un lado, se dispone de etanol, un subproducto revalorizable, y por otro lado de un agua residual descontaminada parcialmente, con una DQO alrededor de 250-300 mg O2/L.
