Tratamiento de vinazas tequileras

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

Centro Universitario de la Ciénega

Módulo de avance del proyecto Il

“Sistema de floculación coagulación para el tratamiento de vinazas tequileras” [pic 1]

PROFESORA: 

Oscar Jaime Ríos Diaz.

ALUMNO:

José Raúl Martín Márquez

7/05/2020

INDICE

INTRODUCCION.        4

I MARCO TEORICO        5

1.1 Coagulación.        5

1.1.1 Mecanismo de la Coagulación        7

1.1.1.1 Compresión de la Doble Capa        7

1.1.1.2 Absorción y Neutralización de Cargas        8

1.1.1.3 Atrapamiento de Partículas dentro de un Precipitado        9

1.1.1.4 Adsorción y Puente        9

1.1.2 Coagulantes Utilizados        10

1.1.3 Factores que Influyen en la Coagulación        10

1.2 FLOCULACIÓN        11

1.2.1 Tipos de Floculación.        12

1.2.1.1 Floculación Peri cinética        12

1.2.1.2 Floculación Orto cinética        12

1.2.1.3Parámetros de la Floculación        12

1.2.2 Tipos de floculantes        13

1.2.2.1 Floculantes Minerales.        13

1.2.2.2 Floculantes Orgánicos Naturales.        13

1.2.2.3 Floculantes Orgánicos de Síntesis.        13

II Materiales y métodos.        14

2.2 Objetivo        15

2.3 Materiales y Equipos Necesarios        15

2.4 Preparación de Solución de Coagulantes y Polielectrolitos para los Ensayos de Pruebas de Jarra.        16

2.4.1 Sulfato de Aluminio Solución al 10% (solución madre)        16

2.4.2 Sulfato de Aluminio Solución al 1%        16

2.4.3  Sulfato de Aluminio Granular al 10 % (solución madre)        16

2.4.4 Sulfato de Aluminio Granular al 1%        17

2.4.5 Cloruro Férrico 10 % (solución madre)        17

2.4.6 Cloruro Férrico 1%        17

2.4.7 Solución de Polímero Catiónico al 0.1%        17

2.4.8 Solución de Polímero Aniónico al 0.1 %        18

2.5 Metodología del proceso        18

2.6 Normas        18

III Resultados        18

3.1 Técnica y programación para obtener los resultados preliminares        18

3.2 Caracterización de las vinazas        19

IV CONCLUSIONES Y PERSEPCTIVAS.        20

V REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS        21

INTRODUCCION.

A pesar de los beneficios de la industria tequilera, su crecimiento también implica un gran impacto ambiental. Como resultado de las grandes producciones que tiene la industria tequilera, hay una gran generación de residuos orgánicos biodegradables y no biodegradables (Gallardo, 2017). Los principales residuos generados durante el proceso del tequila son el bagazo y las vinazas. Por cada litro de tequila se generan de 10 a 13 litros de vinazas.

Por cada litro de tequila se generan de 10 a 13 litros de vinazas. La vinaza es un líquido de color café turbio, por el elevado contenido de sólidos en suspensión, presenta un olor característico a alcohol con caramelo, similar al adquirido por el agave cocido y están caracterizados por su alta demanda de oxígeno, aunque estas características pueden variar ligeramente dependiendo de la producción del tequila (Gallardo, 2017). Estos desechos generados por la industria tequilera afectan afectan principalmente la calidad del agua, ya que tienen un pH ácido de entre 3 y 4 (Lorenzo et al. 2015, Jiménez et al. 2006, Travieso et al. 2006). Estas son muy contaminantes ya que generalmente no tienen un tratamiento que pueda eliminar estos componentes (Sandoval, 2015).

A consecuencia de esta gran producción de contaminantes se han intentado realizar varios tipos de tratamientos de vinazas tequileras, pero ninguno ha sido efectivo en su totalidad, el objetivo de este trabajo es tratar de mejorar el proceso de floculación coagulación mediante la investigación del desempeño de sus etapas y de los componentes utilizados para poder analizar con que otros métodos o componentes se puede mejorar u optimizar este proceso.

I MARCO TEORICO

1.1 Coagulación.

La turbiedad y el color del agua son originados principalmente por partículas muy pequeñas, llamadas partículas coloidales (Andia, 2000). Un coloide es una partícula que se mantiene en suspensión debido a su tamaño, su estado de hidratación y su carga eléctrica superficial. Pueden ser de dos tipos hidrofóbicos e hidrofílicos. Los coloides presentan las siguientes características: Movimiento Browniano, son dializables, se difunden lentamente en comparación a los iones solubles, tiene muy baja presión osmótica (Ferral,2015).

La coagulación es un proceso de desestabilización química de las partículas coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas que los mantienen separados, por medio de la adición de los coagulantes químicos y la aplicación de la energía de mezclado (Andina, 2000).

En la siguiente figura se muestra como las sustancias químicas neutraliza las cargas eléctricas de la superficie de las partículas coloidales permitiendo que las partículas se aglomeren formando flóculos.

[pic 2]

Figura 1 Coagulación

La coagulación es el tratamiento más eficaz pero también es el que representa un gasto elevado cuando no está bien realizado. Es igualmente el método universal porque elimina una gran cantidad de sustancias de diversas naturalezas y de peso de materia que son eliminados al menor costo, en comparación con otros métodos (Cárdenas, 200).

El proceso de coagulación – floculación es muy utilizado en la remediación de efluentes contaminados por su capacidad de precipitar y eliminar sustancias coloidales. Normalmente este proceso va a seguido de etapas anteriores como lo es la cloración, ozonificación, tratamiento por lodos activados, entre otros. La coagulación – floculación se implementó entre los años 1890 y 1900, pero con el descubrimiento de los procesos biológicos paso a ser menos utilizada. Después se retomó en 1970 desarrollándose nuevos procesos más eficientes (Ramírez, 1992). 

Si proceso de coagulación es mal realizado puede conducir a una degradación rápida de la calidad del agua y representa gastos elevados de operación no justificadas. Por lo tanto, que se considera que la dosis del coagulante condiciona el funcionamiento de las unidades de decantación y que es imposible de realizar una clarificación, si la cantidad de coagulante está mal ajustada (Cárdenas,200).

1.1.1 Mecanismo de la Coagulación

Los mecanismos de coagulación se pueden separar en los siguientes procesos fisicoquímicos:

1.1.1.1 Compresión de la Doble Capa

Cuando se aproximan dos partículas similares, sus capas difusas interactúan y generan una fuerza de repulsión, cuyo potencial de repulsión está en función de la distancia que los separa y cae muy rápido con el incremento de iones de carga opuesta al de las partículas, esto se consigue sólo con los iones del coagulante. (Ver Fig. 2). Si la distancia que separa a las partículas es superior a “L”, entonces las partículas, no se atraen. E es la energía que los mantiene separados.

[pic 3]

Figura 2 Fuerza de atracción y repulsión.

1.1.1.2 Absorción y Neutralización de Cargas

Las partículas coloidales poseen carga negativa en sus superficies, estas cargas llamadas primarias atraen los iones positivos que se encuentran en solución dentro del agua y forman la primera capa adherida al coloide.

El potencial en la superficie del plano de cizallamiento es la potencial electrocinética – potencial ZETA, este potencial rige el desplazamiento de coloides y su interacción mutua.

Después de la teoría de la doble capa la coagulación es la considerada como la anulación del potencial obtenido por adición de productos de coagulación – floculación, en la que la fuerza natural de mezcla debido al movimiento browniano no es suficiente requiriéndose una energía complementaria necesaria; por ejemplo, realizar la agitación mecánica o hidráulica.

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