EJEMPLOS DE IMPLEMENTACIÓN DE MEDIDAS DE …alfaingam/pres/Tarde (PDF)/17_00 Bornhardt.pdf · C. Bornhardt & C. Correa ... • La calidad final del cuero se mantuvo sin cambios ...

EJEMPLOS DEEJEMPLOS DEIMPLEMENTACIÓN DEIMPLEMENTACIÓN DE

MEDIDAS DE PRODUCCIÓNMEDIDAS DE PRODUCCIÓNLIMPIA EN LA INDUSTRIALIMPIA EN LA INDUSTRIA

Dr.-Ing. C. Dr.-Ing. C. BornhardtBornhardt

UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAUNIVERSIDAD DE LA FRONTERATemuco / ChileTemuco / Chile

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Residuos y/oProductos intermediosPROCESO

Materias primas

Productosfinales

Insumos

PROCESO PRODUCTIVOPROCESO PRODUCTIVO: : transformacitransformacióón den dematerias primas en productos finales (o intermedios)materias primas en productos finales (o intermedios)úútiles para la sociedad (vendibles), a travtiles para la sociedad (vendibles), a travéés de unas de unasecuencia de procesos fsecuencia de procesos fíísicos, qusicos, quíímicos o biolmicos o biolóógicosgicos

IMPACTOAMBIENTAL

EficienciaEficiencia



IMPLEMENTACIÓN DEIMPLEMENTACIÓN DEMEDIDAS DE PRODUCCIÓNMEDIDAS DE PRODUCCIÓN

LIMPIA EN LA INDUSTRIA DELIMPIA EN LA INDUSTRIA DECURTIEMBRECURTIEMBRE

Financiamiento:

• INCO-DC Nº ERB IC18-CT98-0286 “Reduction of environmentalimpacts of leather tanneries (EILT)”

• DIUC 201096054-1.0 y DIDUFRO PE-2101

C.C. Bornhardt Bornhardt & C. Correa & C. Correa



RIBERARIBERA

CURTIDO yCURTIDO y

RECURTIDORECURTIDO

TERMINACIÓNTERMINACIÓN

Uso de agua:Uso de agua:

20 – 6020 – 60

mm33 / ton cuero / ton cuero

Cal, S=

H2SO4, Cr



MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA:MEDIDAS DE PRODUCCIÓN LIMPIA:

-- Reducción del consumo de aguaReducción del consumo de agua-- Segregación / reutilización de Segregación / reutilización decorrientescorrientes-- Cambio / recuperación de reactivos Cambio / recuperación de reactivos-- Optimización energética Optimización energética

Descarnado previo al pelambreDescarnado previo al pelambreReutilización de agua de pelambreReutilización de agua de pelambreReutilización de agua de curtidoReutilización de agua de curtido



Pre-descarne:Pre-descarne:La eliminación de carne, piel y grasa previo a la etapa depelambre produce una reducción de peso de hasta 20%.Dado que la dosificación de agua y agentes químicos secalcula en base al peso de pieles a tratar, se produce unahorro correspondiente de insumos.

Consecuentemente, se reduce significativamente elcontenido de algunos parámetros, asociado a un menorvolumen de efluente:Sólidos suspendidos (66%)Sulfatos (68%)Sulfuros (74%)Cloruros (60%)Aceites & Grasas (47%)



Secuencia de procesos de la etapa de pelambre

Step Percentage on raw hides

weight chemicals time

% kg min 1 30 300 water at 28ºC 0,35 3,5 Coratyl AM 0,25 2,5 Na2S 0,30 3,0 Solana BD 45 2 1 10 lime 30 3 0,4 4 NaHS 30 4 0,45 4,5 Na2S 90 5 20 200 water at 28ºC 0,1 1 Perdol Blue 0,03 0,3 Solana BD 1 10 lime 30 6 80 800 water at 28ºC 1 10 lime 30

1.300 L de agua



Caracterización del efluente de la etapa de pelambre

Parameter Expression Units Value pH 12,5

Chemical Oxygen Demand COD mg/L 49.500 Biochemical Oxygen

Demand BOD5 mg/L 8.650

Total Solids TS mg/L 73.818 Volatile Solids VS mg/L 35.330

Total Suspended Solids TSS mg/L 16.095 Volatile Suspended Solids VSS mg/L 8.227

Sedimentable Solids SD mL/L (1 h) 450 Total Kjeldahl Nitrogen TKN mg/L 3.250 Ammoniacal Nitrogen NH4

+ mg/L 90 Sulfates SO4

= mg/L 195 Sulfides S= mg/L 820

Grease & Oils A y G mg/L 790 Chlorides Cl- mg/L 8.420



Ensayos de tratamiento primario del licor depelambre mediante coagulación / floculación:

• jar-tests de coagulación / floculación con sulfato dealuminio como tratamiento intermedio para remover sólidossuspendidos.

• adición de 30 mg/L de un polímero aniónico comofloculante, ya que sin polímero no ocurría formación deflóculo.

• no se intentó regulación de pH, dado que ocurreliberación de H2S al acidificar.

• la dosis óptima resultó ser de 250 mg/L de Al2(SO4)3, enpresencia de 30 mg/L de polímero aniónico.



0500

1000150020002500300035004000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Dosis Al2(SO4)3 (mg/L )

Tu

rbid

ity

(NT

U)

010002000300040005000600070008000

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Dosis Al2(SO4)3 (mg/L)

TS

S (

mg

/L)



0

200

400

600

800

1000

1200

5 10 15 20 25 30 35 40

Flocculant dosage (mg/L)

Tu

rbid

ity

(NT

U)

En la prEn la prááctica:ctica: considerando que el licor de pelambre debe seralmacenado durante varias horas entre un ciclo de pelambre y elsiguiente, se observó que a través de una clarificación natural porsedimentación gravitacional (después de la filtración a través demallas para remover el pelo) se lograba una remoción suficiente desólidos suspendidos para re-utilizar este licor. Por lo tanto, lalaadiciadicióón de coagulante y/o floculante no fue necesaria.n de coagulante y/o floculante no fue necesaria.



PROCEDIMIENTO de recirculaciPROCEDIMIENTO de recirculacióón de licor den de licor depelambre:pelambre:

• Una vez finalizado un batch de pelambre, aproximadamente800 L de licor son bombeados desde el fulón (sin remover laspieles) a un estanque intermedio. El tubo de succión fuecubierto por una malla metálica rígida para minimizar elbombeo de pelo, y adicionalmente el líquido fue filtrado através de una malla al ingresar al estanque intermedio,reduciendo el contenido de sólidos suspendidos totales en un90%. No fue necesario una etapa adicional decoagulación/floculación/sedimentación.

• Adición de 500 a 800 L de agua reciclada en la etapa 6 delproceso de pelambre, previamente calentada a 28ºCmediante inyección directa de vapor al estanque; con ello sereemplazó igual volumen de agua caliente fresca.



Secuencia de procesos de la etapa de pelambre

Step Percentage on raw hides

weight chemicals time

% kg min 1 30 300 water at 28ºC 0,35 3,5 Coratyl AM 0,25 2,5 Na2S 0,30 3,0 Solana BD 45 2 1 10 lime 30 3 0,4 4 NaHS 30 4 0,45 4,5 Na2S 90 5 20 200 water at 28ºC 0,1 1 Perdol Blue 0,03 0,3 Solana BD 1 10 lime 30 6 80 800 water at 28ºC 1 10 lime 30



Reciclado del licor de pelambre:estanque intermedio y malla de filtración



Composición del licor reciclado (filtrado)después de cada ciclo de proceso

Parameter

Original Cycle 1

Cycle 2

Cycle 3

Cycle 4

Cycle 5

Cycle 6

Cycle 7

Cycle 8

COD (mg/L)

41.900 33.600 45.050 56.600 63.700 58.800 53.200 54.930 49.000

TS (mg/L) 40.783 46.705 61.865 63.225 53.765 55.640 60.322 62.430 52.515 TSS

(mg/L) 8.900 3.600 8.210 6.110 6.100 9.200 8.420 7.840 8.720

VSS (mg/L)

5.800 2.110 3.850 2.050 1.920 3.850 2.350 2.320 3.450

Sed. Solids (mL/L)

40 35 60 30 30 45 40 45 40

S= (mg/L) 748 950 1.112 1.300 1.050 1.110 830 955 1.025



DQO en el licor de pelambre reciclado

COD in recycled unhairing liquor

010000200003000040000500006000070000

0 1 2 3 4 5 6 7 8

N° of cycle

CO

D (

mg

/L)



Contenido de sulfuros en el licor de pelambrereciclado

Sulfide in recycled unhairing liquor

0200400600800

100012001400

0 1 2 3 4 5 6 7 8

N° of cycle

Su

lfid

e (m

g/L

)



CONCLUSIONES (pelambre):

• El reciclado del licor de pelambre fue implementado comoprocedimiento standard en la curtiembre, generando unareducción del consumo de agua de aprox. un 60% en estaetapa.

• Comparado con formulaciones previas, la adición desulfuros se redujo levemente desde 1,6 a 1,1%, basado enpieles frescas. El pH se mantuvo alrededor de 12.

• Durante los 8 ciclos de reciclado no se produjo acumulaciónde componentes solubles. La fracción orgánica de lossólidos suspendidos (SSV/SST) se redujo de 65% a 30 –40%, probablemente debido a una acumulación de cal nodisuelta.

• La calidad final del cuero se mantuvo sin cambiosdesfavorables.



Remoción mecánica de pelo(después del pelambre):

Antes: lavado de las pieles en los mismos fulones ydescarga del pelo removido directamente al sistema decolección de RILes, produciendo un rápido llenado de lasfosas de decantación. Las fosas eran descargadasmensualmente por un servicio externo de limpia-fosas.

Sistema mejorado: Se instaló un sistema de malla deretención de pelo en la descarga de los fulones,recuperándose aprox. 180 kg (húmedo) de pelos y grasa(aprox. 100 L) en cada carga (1 ton de pieles crudas), conlo que se redujeron los costos del servicio externo delimpiado de fosas y se mejoró la operación del sistema dedescarga de RILes.



Reciclado de quReciclado de quíímicos micos (Cr en curtido)(Cr en curtido)::

Reciclado directo de licor de curtido en un próximo ciclo decurtido.

En una etapa preliminar se realizaron algunos experimentos apequeña escala:

- en un fulón piloto de 20 kg (5 ciclos reciclados)

- en cargas de 500 kg (3 ciclos reciclados)

La adición del licor reciclado (previo clarificación mediantedecantación gravitacional) se realizó directamente al baño depiclado del ciclo siguiente.



Ensayos preliminares (500 kg)Ensayos preliminares (500 kg)::

Reciclado de aprox. 85% del agua requerida produjoaumento progresivo de la DQO y sólidos totales.

El contenido de NaCl (cloruros) no aumentó, dado que seadicionó en base a la composición del licor a ser reciclado.

Utilizando la estrategia descrita, se estimó que resultaposible reducir el consumo de sal en hasta 20%, y elconsumo de cromo en hasta 8%.



• Piclado + curtido demora del orden de 11 horas

• Cambio en la secuencia de los procesos

• En la etapa de curtido, se agrega agua calienteprogresivamente para mantener una mayor temperatura

• Al finalizar el piclado, se descarga 160 L de licor ácido(etapa 4), a objeto de alcanzar una mayor concentracióninicial de cromo (mejor difusión hacia el interior de las pieles)

• Se recomienda almacenar esta corriente ácida en unestanque pulmón, y descargar simultáneamente conefluentes de pelambre, a objeto de neutralizar pH

• Dado que la presencia de Cr puede causar problemas en laetapa de piclado, el licor es reciclado es adicionado en lasetapas finales del curtido (etapas 7 a 9), después decalentamiento a 60 ºC mediante inyección directa de vapor

Ensayos a escala realEnsayos a escala real::



Step Percentage on unhaired hides

Weight Chemicals Time

% kg min

Pickling

1 100 800 de-limed hides

50 400 cold water

5,50 44 NaCl 20

2 0,70 5,6 Formic acid 30

3 1,15 9,2 Sulfuric acid 20

4 20 Discharge of 160 L liquor at pH = 2,8

Tanning

5 3,00 24 Chromium sulfate 90

6 2,50 20 Chromium sulfate

0,70 5,6 Dirtan B 240

7 20 160 water at 60ºC (recycled)

90


90


90

Secuencia de procesos de la etapa de picklado / curtido



Caracterización del licor de curtido después del reciclado

Parameter Units Original Effluent

Cycle 1

Total Chromium mg/L 2.300 6.500 COD mg/L 3.332 8.140

Sulfates mg/L 9.600 43.000 Chlorides mg/L 16.000 50.800

En este caso la dosificación de químicos no se realizó enbase a la composición del licor reciclado, por lo que seprodujo una significativa acumulación de solutos.

Existe un claro potencial de ahorro de aditivos químicos,pero se requiere análisis para ajuste de la composición.



Tanning liquor recycling system



UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS Y ADMINISTRACION

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA

J. P. COMPAS & C. BORNHARDT

ANTECEDENTES PARA LAIMPLEMENTACION DE UN PROGRAMA

DE PRODUCCION LIMPIA EN UNAFABRICA DE HELADOS



Antecedentes y Definiciones

• Problemas Ambientales Relacionados

♦ Residuos sólidos♦ Residuos industriales líquidos (RILes)

Características Aguas Residuales Industria del Helado

Parámetro mg/L

DQO 7500

Sólidos Suspendidos 845

NO2- 0,45

NO3- 41

NH4+ 2

Fósforo 30



Diagrama de Flujo

Almacenamiento

Disolución

Mezcla

Pasteurización

Homogenización

Maduración

Refrigeración

Sector Hogareño

Postres ExtrudadosLitrosPotes

Dosificación deMoldes

Palillera

ExtracciónCaC

l 2 –

40º

CEmbalaje

Máquina Envolvedora

Detector de Metales

Sala de Paletizado

Embalaje

Túnel de AireForzado – 40º C

Sector ImpulsivoFrigorización

CaC

l 2 –

40º

C



Registro del consumo de agua

1657607

4275 7780

3446

Sector Impulsivo y Hogareño

Disolución

Aseos Equipos

Otras Actividades

No identificadosm3

m3

m3

m3

m3

Total Enero 2003: 23.272 m3/mes 4,04 litros de agua/Litro de helado producido



Consumos de agua

Enero 2002 Enero 2003

Agua industrial 26.435 m3 23.272 m3

Agua blanda 4.870 m3 2.052 m3

Consumo específico de agua:(L agua / L de helado producido)

4,56 4,04





Caracterización de los RILes Generados Durante el Proceso

Area de Proceso Caudal SS DQOImpulsivo m3/h mg/L kg/h mg/L kg/h

Vitaline 1 2,52 4.664 11,75 18.050 45,48Vitaline 2 2,52 302 0,76 960 2,41Vitaline 3 2,52 422 1,06 15.390 38,78Vitaline 4 2,52 233 0,58 820 2,06Vitaline 5 2,52 507 1,27 3.230 8,13

Polo 8 3,2 270 0,8 5.510 17,63Hogareño

Extrusora 1,2 624 0,74 3.122 3,74Pasteurización

CIP 13,5 621 8,38 6.330 85,45Total 30,5 24,6 203,68

La siguiente tabla muestra los Caudales y Concentraciones de Efluente generadas durante

el proceso de producción



Resultados

Caracterización de los RILes Descargados por la fábrica

2002 2003 DisminuciónDescargas (m3) 19.530 18.997 553kg DQO (kg/mes) 112.836 82.233 30.603

H. Oriente H. Poniente H. Oriente H.Poniente H. Oriente H. PonienteDQO (mg/L)6.088 5.430 4.932 3.648 1.156 1.782



Tabla resumen con los datos restantes de las mediciones contempladas en el plan de monitoreo:

Caracterización de los RILes Descargados por la fábrica

Parámetro Enero 2002 Enero 2003 Normativa Vigente(DS N°609)

H. Ori. H. Pon. H. Ori. H. Pon.Sólidos Suspendidos (mg/L) 679 860 960 668 300Nitrito (mg/L) 0,4 0,43 1,2 0,21Nitrato (mg/L) 33 34 60 35Amonio (mg/L) 1,61 1,58 1,52 1,28 80pH 7,09 8,7 7,37 6,9 5,5-9,0Temperatura (ºC) 28,62 28 27,45 31 35Fósforo (mg/L) 24 26 45 36 10-15



Implementación de Medidas de Prevención de la Contaminación

Mejoras en Equipos

• Sector HogareñoExtrusora: Alineación de challas o duchas de aseo de cuchilloextrusor.

11,5 cm

6,5 cm



Implementación de Medidas de Prevención de la Contaminación

Mejoras en Equipos

• Sector HogareñoExtrusora: Implementación Válvula solenoide y sensor de movimientoAhorro en el consumo de agua de 1,2 m3/h a 0,2 m3/hModificación estanque extrusora $150.000

VálvulaAbierta

VálvulaSolenoide

Sensor deMovimiento



• Optimización del Proceso

• Realizar mantenciones a los equipos que constantemente derraman mix, producto o agua.

• Mejorar las bandejas de goteo de cobertura

• Mejorar la partida de máquina sector Vitaline

• Realizar chequeos periódicos a válvulas

Conclusiones y Recomendaciones

• Optimización de Aseos

• Mejorar el deshielo de túneles

• Arreglar fugas de agua en tuberías y mangueras destinadas al aseo

• Los encargados de conectar las líneas de estanques se preocupen de limpiar la caída demix

• Aumentar la cantidad de secadores de piso, pitones de mangueras (ya que éstos sonhurtados), palas.

• Estudiar los tiempos de empuje con agua en los pasteurizadores inmediatamentedespués de realizados los aseos CIP.

• Implementación de aseos CIP en sectores de la fábrica que aún no cuentan con él.



• Como resultado de la campaña de concientización ambiental selogró reducir el consumo de agua de 4,56 litros / litro de heladoproducido, a 4,04 litros de agua/litro de helado producido.

• La descarga de DQO se redujo de 19,47 kg DQO/m3 de heladodurante Enero de 2002, a 14,29 kg DQO/ m3 de helado en elaño 2003.

• Mediante mejoras de equipos se logró una reducción adicionaldel volumen de agua utilizado en la máquina extrusora de 1,2m3/h a solo 0,2 m3/h.

Conclusiones



Ministerio de EconomíaMinisterio de Economía

CORFOCORFO

Consejo Nacional de Producción LimpiaConsejo Nacional de Producción Limpia

•• implementaciónimplementación

•• coordinacióncoordinación

•• evaluaciónevaluación

•• promociónpromoción



wwwwww..produccionlimpiaproduccionlimpia.cl.clRed Nacional de Producción LimpiaRed Nacional de Producción Limpia

wwwwww..intecintec.cl.clCNP+L: Centro Nacional de Producción mas LimpiaCNP+L: Centro Nacional de Producción mas Limpia

wwwwww..corfocorfo.cl.clFAT-PL: Fondo de Asistencia Técnica – FAT-PL: Fondo de Asistencia Técnica – ProdProd. Limpia. Limpia

wwwwww..achsachs.cl.cl

wwwwww..conamaconama.cl.cl“Guías para el Control y Prevención de la Contaminación“Guías para el Control y Prevención de la ContaminaciónIndustrial” para 27 rubrosIndustrial” para 27 rubros





Parameter Expression Units Normal liming Liming after pre-

fleshing [%]

pH pH 12,69

12,65-12,74 12,62

12,48 - 12,87 99

Chemical Oxygen Demand

COD mg/L 30.658

28.300-34.475 32.283

27.350 - 38.300 105

Total Solids TS mg/L 46.660

40.270-49.990 32.358

21.779 - 41.055 69

Volatile Solids VS mg/L 15.103

12.180-16.780 15.645

12.155 - 17.720 104

Total Suspended Solids

TSS mg/L 20.190

16.800-23.670 13.264

1.212 - 21.779 66

Volatile Suspended Solids

VSS mg/L 14.091

11.995-15.840 9.258

919 - 13.905 66

Sedimentable Solids SD mL/L (1 h) 386

310-500 683

500 - 800 177

Total Kjeldahl Nitrogen

TKN mg/L 2.850

2.025-3.750 2.600

2.400 - 3.000 91

Ammoniacal Nitrogen NH4+ mg/L

180 119-222

144 105 - 167

80

Sulfates SO4= mg/L

250 180-300

170 45 - 240

68

Sulfides S= mg/L 1.365

1.105-1.608 1.015

840 - 1.185 74

Grease & Oils A y G mg/L 1.968

938-3.232 915

425 - 1.652 47

Chlorides Cl- mg/L 24.266

8.900-34.100 14.650

12.000 - 16.350 60



Parameter Units Historic Cycle 0 Cycle 1 Cycle 2 Cycle 3

pH 3,43

3,29 - 3,67 3,67 3,62 2,93 3,04

Chemical Oxygen Demand

mg/L 4.156

3.650 - 6.960 5.560 5.340 6.910 7.680

Total Solids mg/L 78.274

75.390 - 80.580 75.390 91.370 100.515 100.870

Volatile Solids mg/L 10.238

9.655 - 14.860 13.130 9.230 13.070 8.690

Total Kjeldahl Nitrogen

mg/L 1.234

622 - 3.300 3.300 1.650 1.042 1.282

Sulfate mg/L 30.700

20.500 - 35.500 29.000 43.000 48.000 36.667

Total Chromium mg/L 4.155

2.250 - 4.100 2.250 1.300 4.400 3.450

Chlorides mg/L 17.203

13.750 - 18.967 17.900 18.900 17.950 18.000

Caracterización del licor de curtido reciclado(500 kg batches)



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