Nanofiltración aplicada a la recuperación de agua de rechazo en la industria cervecera

Latorre Viu, Francisco Javier
Castellanos Rodríguez, Francisco (dir.)

Peña LLorente, José Ángel (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2021
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Máster Universitario en Ingeniería Química

Resumen: Entre las diferentes acciones que deberán abordarse para recuperar un medioambiente con muestras de agotamiento, los ahorros hídricos y energéticos suponen mejoras muy interesantes que acercan al mundo a un futuro más eficiente y basado en una economía circular. Es importante destacar que uno de los campos en que poder aplicar diversas medidas para conseguir ahorros hídricos y energéticos significativos, es el ámbito industrial. Dentro de este sector se encuentra la industria cervecera, la cual además de tener unos consumos de energía importantes, vierte aproximadamente 5-6 L de agua por cada litro de cerveza que produce. Esto convierte a este tipo de industrias en un caso de estudio con gran potencial en el que aplicar diversas medidas de ahorro.
Una alternativa para conseguir este objetivo es la recuperación del agua de rechazo procedente del proceso de ósmosis inversa (ahorro hídrico). La planta de ósmosis inversa se utiliza para proveer de agua de alta calidad al proceso de elaboración de la cerveza. Para ello, se propone utilizar una planta de nanofiltración que aprovecha la presión de esta corriente de rechazo, para hacer pasar al agua por la membrana de nanofiltración evitando bombeos intermedios (ahorro energético).
En el presente Trabajo Fin de Máster se ha estudiado la aplicación de una planta piloto de nanofiltración para recuperar parte de agua de rechazo de una de las unidades de ósmosis inversa de la cervecera La Zaragozana, con vistas a una posible aplicación a gran escala. Para ello se modificaron los parámetros de operación (porcentaje de recuperación de agua, tiempo de ciclo de filtración, velocidad de flujo tangencial y flujo transmembrana) de la planta piloto para conseguir recuperar una cantidad de agua significativa (~50%), con una calidad suficiente para poder ser aplicable en el proceso de la industria cervecera. Los resultados de los test realizados reflejaron la gran dependencia de este sistema de la calidad del agua de rechazo con el que se le alimenta, demostrándose efectivo para corrientes de agua de alimentación con una conductividad inferior a 3800 μS/cm. El comportamiento de la planta mejoró significativamente cuando la concentración en sales de la alimentación estaba principalmente compuesta por iones divalentes (sulfatos y calcio), en lugar de monovalentes (cloruros), siendo ésta una característica intrínseca del tipo de membrana utilizada en la planta de nanofiltración.
Las pruebas realizadas a la membrana utilizada tras 500 horas de operación, reflejaron que durante ese periodo no se había producido un desgaste significativo de la misma, estando todavía dentro de las especificaciones del fabricante. Por otro lado, durante los test realizados se pudo advertir un problema relacionado con la proliferación de microorganismos en la membrana, que podían transmitirse aguas abajo, y por tanto incorporarse al proceso en el agua recuperada. Los análisis revelaron que el origen de los mismos era externo a la planta de nanofiltración. Como solución a este problema se demostró efectiva la realización de lavados de choque con hipoclorito sódico.
Los resultados obtenidos posicionan a esta alternativa como un sistema capaz de cumplir con los objetivos propuestos en las condiciones habituales de operación, e invitan a continuar explorando sus límites, así como a calcular los costes y eventuales ahorros asociados a su utilización a gran escala.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master