Tratamiento de aguas residuales en la fabricacion de azucar

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La remolacha azucarera tiene en torno a un 77 % de agua y tan solo un 15% de azúcares. Desde hace más de una década la tendencia es recuperar el máximo esa agua, reduciendo el consumo y el vertido, por lo que el contenido de sólidos y materia orgánica disuelta en el agua residual es mayor. En los puntos de la planta que antiguamente aportaban agua limpia a través de una red interna de alcantarillado se utiliza agua decantada.

Para la obtención de azúcar, la remolacha se somete a una serie de tratamientos por difusión y centrifugado que extraen por un lado los jugos o jarabes y por otro la pulpa, que se utiliza como alimento ganadero. Una vez obtenidos los jugos, estos son depurados y sometidos a un proceso de concentración y posterior cristalización, del cual se obtiene el azúcar y la melaza. Mediante un proceso de fermentación de la melaza se puede obtener alcohol etílico, levadura y ácido cítrico. Esta también puede reciclarse para obtener más azúcar o bien ser destinada a piensos.

Las características de los vertidos de estas industrias agroalimentarias varían ampliamente entre el periodo de campaña de molturación y elaboración de azúcar y el resto del año. También influye la operación que origina el vertido, generalmente relacionada con una localización determinada dentro de la instalación; sin embargo, no existen diferencias importantes derivadas de las particularidades de cada empresa.

En la Figura 1, se muestra un esquema con las principales etapas del proceso de fabricación.

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Figura 1. Etapas del proceso de fabricación.

La riqueza en azúcar de la remolacha depende de la variedad, la zona donde se cultiva, su climatología (zona de regadío o no) y el año de recogida. Por ejemplo, en la zona sur, de cada 100 kilos de remolacha se obtienen en torno a 15 kilos de azúcar y 5 kilos de melazas.

El 50% de las melazas se fermentan para producir alcohol y el resto se destina a alimento para el ganado o a la fabricación de piensos. En ocasiones se emplea el proceso de Quentin para disminuir el contenido en azúcar de la melaza, este proceso consiste en sustituir el potasio y el sodio por magnesio, mediante resinas de intercambio iónico, consiguiendo que un porcentaje mayor de la sacarosa cristalice.

El alcohol procedente de melazas constituye una cuarta parte total del alcohol de origen agrícola (el 40% procede del vino y el resto de otras frutas, cereales y patatas). El alcohol de origen agrícola suele destinarse generalmente para la fabricación de bebidas alcohólicas, usos sanitarios o para perfumería.

A continuación se realizara un resumen de las diferentes etapas del proceso de fabricación del azúcar a partir de la remolacha, resaltando los diferentes circuitos de agua implicados en el mismo.

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Recepción y verificación de peso y calidad de la remolacha

Durante este proceso encontramos la primera corriente de agua del proceso azucarero, que, además, tiene gran importancia medioambiental.

El proceso consiste en tomar una muestra de una remolacha y determinar el grado de tierra que contiene y el contenido en sacarosa. Entre las impurezas posibles, se pueden encontrar piedras, tierra, hierbas y las coronas de las remolachas. Las impurezas suponen en general un 8% del peso total de la misma, donde un 40% de esas impurezas es tierra.

La remolacha se almacena en silos a la espera de comenzar el proceso de fabricación.

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Transporte y lavado

La remolacha se va introduciendo en el proceso de elaboración según las necesidades de fabricación. El transporte más habitual se realiza mediante canales hidráulicos hasta el punto de fabricación, aprovechando que la remolacha flota en el agua.

Para hacer llegar la remolacha hasta la zona de lavado, previo a su entrada en el proceso de fabricación, se utilizan grandes volúmenes de agua (650 m³ por 100 Tn de remolacha). Durante este proceso, se emplean equipos para retirar las hierbas y piedras que el producto pudiera arrastrar.

En fundamental realizar un lavado efectivo de la remolacha por las siguientes razones:

- Reducir la posibilidad de infecciones durante el proceso

- Mejorar la fiabilidad y depuración de los jugos

- Evitar desgastes de la maquinaria y minimizar las pérdidas de azúcar en el agua.

El consumo aproximado de agua durante el proceso de lavado es de 150 m³ por 100 Tn de remolacha.

Destacar que es posible realizar el transporte de las remolachas hasta la zona de lavado mediante un proceso seco a través de cintas transportadoras.

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Cortado, extracción y prensado de las pulpas

Mediante un proceso de difusión se realiza la extracción del azúcar. Para ello es necesario que las remolachas estén bien lavadas y cortadas en tiras finas (llamadas cosetas).

Para poder obtener la mayor cantidad de sacarosa posible, el proceso de extracción se realiza con agua caliente procedente de la materia soluble contenida en las cosetas (azucares y no azucares). Por el interior de difusores continuos circula la coseta empujada por dos tornillos sin fin inclinados circulando a contracorriente. El agua a su paso por el difusor ira extrayendo la sacarosa de la remolacha convirtiéndose en el jugo bruto o jugo de difusión.

La difusión ha de llevarse a cabo a temperaturas elevadas. ( un exceso de temperatura rompería las paredes de la célula, perdiendo las cosetas rigidez). El jugo extraído al final debe ser lo más denso posible, para que se tenga que evaporar luego la menor cantidad de agua posible.

La coseta entra por un extremo y sale por el otro en forma de pulpa, mientras que el agua que se aporta entra por la zona de la pulpa y sale con un alto contenido en azucares (jugo). La temperatura en el interior del tambor del difusor debe estar entre los 72 y los 77 ºC.

La pulpa a la salida del difusor posee solo un 7% de materia seca, por lo que mediante un proceso de prensado se extrae el líquido, que contiene un 1% de azúcar, y se manda devuelta al difusor. La pulpa prensada se envía a la zona de secado.