Source: https://es.scribd.com/document/68036156/E12-Tratamiento-de-RILes-en-industrias-Vitivinicolas-Alternativas-de-tratamiento
Timestamp: 2016-07-29 04:33:44
Document Index: 268966026

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/día] de RIL para obtener agua para regadío que cumpla con la normativa vigente de la NCh 1.333 y la guía SAG. Dado que la elaboración de vinos es estacional se considerarán 60 días de producción, generándose así 9000 [m
/año] de RIL. La producción anual es 4.500.000 litros de vino Cabernet Sauvignon, cuyo valor agregado se calculó en $ 2.101,14. Los RILes vitivinícolas presentan una elevada carga de materia orgánica que se caracteriza por presentar valores promedios entre 2000 y 3000 [mg/L] en DBO
, mientras que para sólidos suspendidos totales el promedio oscila entre 200 y 500 [mg/L]. El proyecto se sitúa en la viña Los Vascos ubicada en la provincia de Colchagua en la sexta región. La producción anual de vino es de 4500 [ton/año] para lo cual se emplean 6000 [ton/año] de materia prima bruta, es decir, la uva y los desechos como pepitas y ramas. Las características principales del RIL sin tratar son: 2000 [mg/L] de DBO
, 650 [mg/L] de SST, 38 [mg/L] de NTK y 4 de pH. El RIL tratado cumple con las siguientes características 91 [mg/L] de DBO
, 42.25 [mg/L] de SST, 16.72 [mg/L] de NTK y 7.5 de pH, valores obtenidos a partir de cálculos de eficiencia de remoción de contaminantes para la configuración de equipos seleccionada. Con los datos presentados, la eficiencia de remoción de SST es de 93.5%, la de DBO
es 95.4% y la de NTK es de 56%, valores con los cuales se cumplen las normas ambientales de RILes. La cuantificación del valor agregado preliminar se realizo empleando los datos de un documento de la CORFO titulado “ESTUDIO DE COSTOS COMPARATIVOS EN LA INDUSTRIA VITIVINICOLA EN LA REGIÓN DEL MAULE”. Según este informe los costos de inversión de bodega y producción para 1 millón de litros son de US$ 2.2 millones cada uno. La producción de nuestra viña es de aproximadamente 4.5 millones de litros y considerando el precio de dólar actual en $ 478 pesos chilenos, el costo de inversión es de $ 4.732.200.000 y el costo de producción anual es de $ 4.732.200.000. Si consideramos un plazo de 20 años para recuperar la inversión se tiene que anualmente se descuenta de la inversión $ 236.610.000. El costo de formación de una hectárea de viña se estima en US$ 20.479. Este costo puede recuperarse en 20 años a un precio de US$0,42 por kilogramo de uva, lo que equivale a decir que el costo promedio del kilo de uva es $200.76 y se requieren 6000 [ton/uva] por año, entonces el costo anual de uva es de $ 1.204.560.000. El precio de venta para vino tinto lo tomamos del estudio “Determinantes del Precio del Vino en el Mercado Chileno: Un Estudio de Precios Hedónicos.”. Seleccionamos el Cabernet Sauvignon, pues su precio hace rentable una inversión en una viña de calidad. Considerando la mediana de los precios para el año 2004 que fue de $ 3.473 y que el formato de venta son botellas de 1 litro, el total de las ventas anuales medio esperado es $15.628.500.000. Con los valores presentados se puede calcular la ganancia financiera anual restando de la las ventas el valor de la materia prima, costos de producción e inversión, obteniéndose así que las ganancias medias anuales ascienden a $ 9.455.130.000. Recordando que la producción anual es de 4.500.000 litros de vino y este se vende en botellas de 1 litro, entonces, el valor agregado de nuestro producto es de $ 2.101,14. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 3 Habiendo visto la rentabilidad del proyecto presentamos las características del proceso de tratamiento de RILes que autorizarían su realización. El sistema de tratamiento se compone inicialmente de filtros que retiene partículas mayores a 1[mm] para continuar con una cámara neutralizadora de pH, luego continua un sistema de sedimentación para proceder a un tratamiento biológico de una etapa (Lodos Activados). Finalmente el efluente es almacenado en estanques o un embalse aireado para su disponibilidad como agua de riego. El presente proyecto si entra en la categoría de proyectos o actividades susceptibles a causar impacto ambiental según la Ley Nº 19.300 debido que coincide con la letra o) del artículo 10 de la presente Ley. En la actualidad solo se fiscaliza la descarga a aguas superficiales, debido a que este procedimiento puede filtrar y afectar napas subterráneas, las cuales se conectan con otros cuerpos de agua mayor pudiendo resultar perjudicial para la población. Si bien el presente proyecto plantea establecer una planta de tratamiento para poder generar, a partir de RILes, agua de regadío conllevando claramente una mayor inversión debido a las bajas concentración exigidas en comparación con tratamiento de agua para descarga al alcantarillado este costo es amortizado por el hecho en el ahorro del suministro de agua de regadío que sería autogenerada. Las etapas de tratamiento del RIL en este proyecto comprenden las etapas de tamizado, neutralización, homogeneización, tratamiento biológico con lodos activados, sedimentación y embalsamiento. Según lo expuesto en la tabla 6 el tratamiento mínimo del RIL debe seguir una configuración de tratamiento primario compuesta por la separación de sólidos y neutralización, mientras que el tratamiento secundario corresponde a sistema de lodos activados. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 4 Índice de Contenidos Resumen Ejecutivo…………………………………………………………………………………2 Introducción…………………………………………………………………………………………9 Objetivos…………………………………………………………………………………………...11 Antecedentes……………………………………………………………………………………...12 Alcance…………………………………………………………………………………………….14 Desarrollo………………………………………………………………………………………….18 Capítulo 1: Análisis de Mercado……………………………………………………………..18 Capítulo 2: Descripción del Proceso………………………………………………………….21 Capítulo 3: Estimación de Costo de Inversión y Operación…………………..…………...33 Capítulo 4: Impacto Ambiental del Proyecto…………………………………………………36 Capítulo 5: Discusión…………………………………………………………………………..39 Conclusiones………………………………………………………………………………………41 Recomendaciones………………………………………………………………………………..42 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 5 Índice de Tablas Tabla 1. Contaminantes principales presentes en el RIL…………………………………….12 Tabla 2. Caracterización del RIL vitivinícola viña Los Vascos……………………………….13 Tabla 3. Comparación Normas para la disposición de RILes en suelo vía riego………….15 Tabla 4. Exportaciones vino Chile 2010………………………………………………………..18 Tabla 5. Exportaciones vino embotellado Chile 2010………………………………………...19 Tabla 6. Tratamiento mínimos requeridos para RILes del sector vitivinícola………………25 Tabla 7. Eficiencias por equipo para el tratamiento requerido en RILes del sector vitivinícola………………………………………………………………………………………….25 Tabla 8. Presentación de los Registros de Precipitación y Evaporación Potencial de la Zona de Peralillo………………………………………………………………………………….29 Tabla 9. Cálculo de Demanda Hídrica y Tasa de Riego Unitaria para Vid Vinífera, variedad Tinta, en la Macrozona Centro…………………………………………………………………30 Tabla 10. Cálculo de Uso y Requerimiento de Embalse……………………………………..30 Tabla 11. Costos de operación proceso de producción……………………………………...33 Tabla 12. Sistema de bombas del proceso…………………………………………………….35 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 6 Índice de Diagramas Diagrama 1. Proceso de producción vino tinto………………………………………………...24 Diagrama 2. Balance de masa molineta rotatoria……………………………………………..26 Diagrama 3. Balance de masa etapa de neutralización……………………………………...27 Diagrama 4. Balance de masa tratamiento secundario, lodos activados…………………..27 Diagrama 5. Esquematización de la guía de uso de agua de RILes en riego agrícola…...28 Diagrama 6. Proceso de tratamiento de RILes industria vitivinícola………………………..32 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 7 Índice de Gráficos Gráfico 1. Exportaciones vino por valor Chile 2010…………………………………………..19 Gráfico 2. Exportaciones vino por volumen Chile 2010………………………………………20 Gráfico 3. Exportaciones vino embotellado por valor Chile 2010……………………………20 Gráfico 4. Exportaciones vino embotellado por volumen Chile 2010……………………….20 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 8 Índice de Figuras Figura 1. Uva aprobada y uva descartada……………...……………………………………...21 Figura 2. Despalilladora/Maceradora…………………………………………………………...21 Figura 3. Membrana abierta, Membrana cerrada y canasta………………………………...23 Figura 4. Molineta Separador de Sólidos……………………………………………………...34 Figura 5. Lagunas de aireación con sistema de aireación. Al fondo laguna de sedimentación……………………………………………………………………………….…….34 Figura 6. Estanque bioreactor……………………………………………….….……………….35 Figura 7. Espesador de Lodos………………………………..…………….…….……………..35 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 9 Introducción Este proyecto apunta al tratamiento de RILes producidos por la industria vitivinícola, para luego ser utilizados como agua de regadío dentro de la misma viña, es por esto que solo se considerara el monitoreo y tratamiento de DBO
5 y SS, para lo cual es necesario tratamientos primarios y secundarios. Antes de iniciar el desarrollo del tema, se debe especificar claramente algunos términos de importancia crucial para lo que sigue: • Residuos Industriales Líquidos (RILes): Los RILes son aguas de desecho generadas en establecimientos industriales como resultado de algún proceso, actividad o servicio. • Residuo Industrial Líquido Contaminante: Se considera que un RIL es contaminante cuando es un efluente industrial que contiene compuestos químicos o especies biológicas, que produzcan en los cursos receptores condiciones inadecuadas para los usos definidos para el recurso hídrico, o en su defecto, que contenga materia orgánica que, al descomponerse en el trayecto, reduzca el contenido de oxígeno disuelto en el agua hasta un grado que impida la vida acuática y sea fuente de condiciones desagradables para los vecinos cercanos a ella. • Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO
): es quizás el parámetro más conocido de todos, junto con el pH y el color, para el análisis de residuos industriales líquidos. La DBO
mide la cantidad de materia orgánica biodegradable capaz de consumir oxígeno en una muestra de agua. • Demanda Química de Oxígeno (DQO): Es un parámetro que mide la materia orgánica e inorgánica oxidable. Esta mide la materia orgánica total y no la que realmente es la que consume oxígeno para los organismos existentes en los cursos de agua. • Sólidos Suspendidos (SS): pueden pronosticar la presencia de obstrucciones, de reducción en la penetración de luz, además de efectos en la fotosíntesis. • Nitrógeno Kjeldahl Total (NKT): es la suma del nitrógeno orgánico y el nitrógeno amoniacal. Existen diversos tipos de tratamientos de RILes, sin embargo en este proyecto se utilizaran los siguientes: 1. Tratamientos primarios: Se denominan así porque son los que se realizan cuando el RIL ingresa para su tratamiento, estos son procesos físicos que involucran operaciones gravitacionales, manuales o mecánicas que permiten remover los sólidos de distinta granulometría y Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 10 densidad del efluente. Son empleados para la eliminación de sólidos en suspensión y materiales flotantes, entre los cuales se encuentran: Sedimentación: Es una operación que permite realizar la separación de los sólidos presentes en el RIL de carácter sedimentable; esto se logra a través de equipos sedimentadores donde el RIL queda detenido por un lapso de tiempo para luego ser retirados. Filtración: Este procedimiento permite retirar los flóculos formados en las fases anteriores con partículas de tamaño medio. Neutralización: En esta etapa se requiere la acción de una base o ácido fuerte para neutralizar el pH que contiene el RIL. Este proceso es muy importante, por el desgaste que se tiene al dejar el RIL por mucho tiempo con características tanto ácidas o básicas. 2. Tratamientos secundarios: Estos tratamientos consisten en tratar químicamente el RIL de manera de reducir la cantidad de sustancias tóxicas o de materia biodegradable presentes en el RIL y que no fueron retiradas por los procesos anteriores (tratamientos primarios). Lagunas Aireadas: Estas lagunas permiten que el RIL pueda tener una gran penetración de luz en ella, lo cual permite que el agua se oxigene y pueda perder turbiedad. Lodos Activados: En esta etapa los RILes son llevados a un estanque donde son adsorbidos por unos lodos que permiten la oxigenación del agua, al atrapar las partículas de grasa y de gran peso molecular, permitiendo que el RIL esté más limpio y con menos olores. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 11 Objetivos Objetivo General - Analizar las diferentes opciones de sistemas tratamiento de RILes en industrias vitivinícolas y diseñar el sistema de tratamiento de RILes más adecuado para descontaminar un caudal de 150 [m
/día]. Objetivos Específicos - Analizar el mercado nacional e internacional de la industria vitivinícola para interiorizarnos con el desarrollo actual de esta. - Investigar sobre los actuales métodos de tratamiento de RILes vitivinícolas con la finalidad de interiorizarnos con la tecnología disponible en la actualidad. - Investigar sobre normativa y legislación ambiental nacional e internacional atingente a la producción vitivinícola y el tratamiento de RILes vitivinícolas para establecer los límites del proyecto. - Analizar y cuantificar los costos asociados a la inversión y operación del sistema de tratamiento de RILes vitivinícolas elegido para verificar la factibilidad económica del proyecto. Objetivos Transversales - Desarrollo organización, colaboración y trabajo en equipo. - Desarrollo de discusión y debate grupal en toma de decisiones. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 12 Antecedentes El consumo de agua y en consecuencia la generación de RIL en la industria vitivinícola varía entre 2.9 y 4.8 [L] de RIL por litro de vino producido. Además, se presenta una fuerte estacionalidad en la producción y por ende en la generación del RIL, esta puede aumentar por un factor de 3 a 5 durante la vendimia con respecto al resto de año. La generación del RIL se concentra principalmente en la época de vendimia con importantes concentraciones de materia orgánica. La experiencia internacional demuestra, que se puede bajar la carga especifica en un 95 %, empleando medidas de producción limpia y retención sobre todo en los procesos de lavado, ya que la mayor cantidad de RILes se generan en las distintas actividades de lavado como: • Aguas de lavado de la despalilladora y prensa (solo durante la vendimia). • Lavado de filtros. • Lavado de cubas. • Lavado de barricas. • Aguas de lavado de la embotelladora. • Aseo general de la bodega, área de embotellado y equipos. Los RILes de la agroindustria vitivinícola están caracterizados principalmente por su contaminación orgánica, derivada del contenido de azucares, ácidos, fructosas, alcohol, y compuestos orgánicos con alto contenido de nitrógeno, provenientes de pérdidas de producto, mosto y orujo. Contaminante Parámetro Origen Escobajo Sólidos sedimentables Molienda Sólidos sedimentables Descube y prensado después de Orujos Sólidos suspendidos fermentación de vino tinto; Demanda Bioquímica de Oxígeno Molienda de cepas blancas Sólidos sedimentables Borras Sólidos suspendidos Descube y lavado de cubas y Demanda Bioquímica de Oxígeno barricas pH Tierra Filtrante Sólidos sedimentables Operación de Sólido suspendidos filtración Pérdidas de producto, Acidez pH empleo de detergente y agente salitizantes Sólidos sedimentables Prácticamente en todos Materia orgánica Sólidos suspendidos procesos productivos Demanda Bioquímica de Oxígeno Tabla 1. Contaminantes principales presentes en el RIL. La composición de los RILes sin tratar considera una alta carga de materia orgánica (DBO
, con un promedio, de entre 2.000 y 3.000 [mg/L], llegando hasta sobre 6.000 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 13 [mg/L]), sólidos suspendidos (con un promedio de 200 a 500 [mg/L], y en algunos casos sobre 1.000 [mg/L]) y un pH normalmente ácido. Este proyecto se situará en la planta de tratamiento de RILes de la vitivinícola “Los Vascos”, ubicada en la provincia de Colchagua, región del Libertador Bernardo O’Higgins, en esta planta se realizara el tratamiento del RIL para luego ser utilizado como agua de regadío dentro de la misma viña. La viña se caracteriza por ser estacional, donde la mayor actividad ocurre en temporada de vendimia (febrero - abril), donde se recibe y procesa la uva para la elaboración de vinos, y disminuye en tiempo de no vendimia (mayo – enero). Durante el año se procesan 6000 [ton/año] de materia prima logrando una producción de 4500 [m
/año] de vino, específicamente vino tinto, lo cual genera 150 [m
/día] de RIL promedio lo que al año será 9000 [m
/año], ya que se considera solo 60 días de producción al año. Las diferentes actividades generan los siguientes m
de RIL. − Recepción y despalillado 4.0 m3/ 10.000 L vino. − Manipulación de jugo 3.0 m3/ 10.000 L vino. − Primer descube 7.0 m3/ 10.000 L vino. − Segundo descube 4.0 m3/ 10.000 L vino. − Almacenamiento y embotellado 20.0 m
/ 10.000L vino. El uso del RIL para el regadío debe cumplir con la NCh 1.333 y la guía SAG. Hay que considerar además el almacenamiento del efluente en embalse durante periodos sin posibilidad de riego, lo que puede tardar meses, por lo cual el mismo embalse debe ser aireado para evitar la generación de olores y por lo tanto puede ser utilizado para la degradación de la materia orgánica. A continuación se expondrá la especificación del RIL proveniente de la viña Los Vascos: Parámetro Unidad de medición Concentración en RIL DBO5 mg/l 2000 SST mg/l 650 NKT mg/l 38 pH upH 4-6 Tabla 2. Caracterización del RIL vitivinícola viña Los Vascos. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 14 Alcances El presente proyecto consiste en el análisis y el posterior diseño de un sistema de tratamiento de Residuos Líquidos Industrias (RILes) producidos por la industria vitivinícola, específicamente procedentes de la viña Los Vascos, ubicada en la VI región. Su finalidad es tratar los residuos líquidos generados en el proceso de producción obteniendo un RIL útil para riego según Noma Chilena Nº 1333, implicando una solución tangible a la eliminación del RIL generado, además una minimización de los costos para suministro de riego y también una ayuda al medioambiente. A lo señalado anteriormente se debe adicionar que el uso del RIL para riego, requiere que ciertos parámetros físicos químicos estén regulados, para satisfacer las necesidades hídricas del o los cultivos, así como condiciones técnicas en los sistemas de riego, por esto resulta necesario un sistema de tratamiento de RILes, para obtener la calidad optima de agua para riego. En la actualidad el 85% de la industria vitivinícola nacional cuenta con planta de tratamiento de RILes debido a la incorporación del “acuerdo de producción limpia, industria vitivinícola” (APL, industria vitivinícola) en la cual se comprometen a cumplir con 5 puntos que garanticen la preservación del medio ambiente: (i) minimización y consumo eficiente de los insumos, agua y energía; (ii) minimización de uso de insumos tóxicos; (iii) minimización del volumen y toxicidad de todas las emisiones que genere el proceso productivo; (iv) reciclaje de la máxima proporción de residuos en la planta o fuera de ella; (v) reducción del impacto ambiental de los productos en su ciclo de vida. Marco Legal Respecto al Marco Legal aplicable al proyecto a nivel nacional se consideran: - Ley Nº 19.300, “Aprueba ley sobre bases generales del medio ambiente”. - Ley Nº 18.455, “Fija normas sobre producción, elaboración y comercialización de alcoholes etílicos, bebidas alcohólicas y vinagres”. - Nº 78, “Reglamenta Ley Nº 18.455 que fija normas sobre producción, elaboración y comercialización de alcoholes etílicos, bebidas alcohólicas y vinagres”. - Nº 464, “Zonificación vitícola y denominación de origen”. - Norma Chilena Nº 1333, “Norma chilena sobre requisitos de calidad del agua para diferentes usos”. - Guía, “condiciones básicas para la aplicación de RILes de Agroindustrias en riego”. Respecto al Marco Legal aplicable al proyecto a nivel internacional se consideran: - ISO 14001:2004 Sistemas de gestión ambiental. Requisitos con orientación para su uso. - OHSAS 18001:2007 Seguridad y Salud Laboral. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 15 - ISO 14004, ISO 14005, ISO 140014, ISO 14020, ISO 14023, entre otros. A continuación se presenta un análisis comparativo entre los valores normados, por la Norma Chilena Oficial NCh 1.333 “Requisitos de Calidad del Agua para Diferentes Usos - Requisitos de Agua para Riego” y aquellos recomendados en la Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”, para la disposición de RILes agroindustriales en suelos, vía riego. Parámetro Unidad Valores Máximos NCH 1.333 Recomendados
Aceites y Grasas (A&G) mg/l - 10 Cloruros (Cl-) mg/l 200 300 Demanda Biológica de Oxigeno (DBO
) mg/l - 410 Detergentes mg/l - 0,5 Fenoles mg/l - 41 Fósforos mg/l - 4,3-7,9 Nitrógeno Total (orgánico + inorgánico) mg/l - 30 pH upH 5,5-9,0 5,5-8,5 Sólidos suspendidos mg/l 80 80 Salinidad umhos/cm 750-7500 2250 Sólidos disueltos totales mg/l 500-5000 1500 Sulfatos mg/l 250 1000 Sodio (Na) % <35 <35 Temperatura °C - 35 Tabla 3. Comparación Normas para la disposición de RILes en suelo vía riego. Marco Teórico El presente proyecto posee las siguientes etapas de tratamiento de Residuos Líquidos Industriales: - Tamizado. - Neutralización. - Homogenización. - Tratamiento biológico de una etapa (Lodos Activados). - Sedimentación. - Embalsamiento. Respecto a las etapas presentes se indicaran los fundamentos teóricos, balances de materia, ecuaciones y leyes que gobiernan cada una de ellas. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 16 En el caso del Tamizado: La teoría que gobierna esta etapa es recolectar físicamente los sólidos presentes en el RIL con la finalidad de solamente dejar en este sólidos sedimentables y sólidos suspendidos de tamaño inferior a 1 [mm]. Balance de materia global en Tamizado: Q
RIL crudo
sóIIdos
(1.1) Donde, Q
= Caudal Residuos Líquidos Industriales. Q
= Caudal de Residuos Líquidos Industriales. m
= Masa de sólidos retenidos. En el caso de la Neutralización: La teoría que gobierna esta etapa es la reacción química de neutralización ácido-base, ya que mediante la adición de soluciones básicas (NaOH) se busca amortizar el efecto de los compuestos ácidos en el RIL generado. En el caso del tratamiento de Lodos Activados: La teoría que gobierna esta etapa es el consumo de la materia orgánica mediante el uso de microorganismos. La tasa de crecimiento bacteriano
está dada por la siguiente expresión: ux
= µ · X - k
· X (1.2) Donde, dx/dt = Tasa de crecimiento bacteriano. µ = Tasa de crecimiento específico. X = Concentración de microorganismos. k
= Coeficiente de descomposición endógena. Si existe el caso en que el sustrato es limitado el crecimiento bacteriano se debe regir por la ecuación de Monod 2
(1942): µ =
(1.S) Donde, µ = Tasa de crecimiento específico. µ
= Máxima tasa de crecimiento específico. k
= Afinidad de la célula por el sustrato (constante de Monod) S = Concentración de materia orgánica en solución. La tasa de decaimiento o consumo de materia orgánica 3
está dada por la siguiente expresión: i
· X · S (1.4) 1
, 2 y 3 Libro Metcalf & Eddy Inc, Ingeniería de aguas residuales. McGraw-Hill, 1998 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 17 Donde, i
= Tasa de decaimiento de materia orgánica. K
= Constante de saturación. X = Concentración de microorganismos. S = Concentración de materia orgánica en solución. En el caso de la Sedimentación: La teoría que gobierna esta etapa es la separación de los sólidos y materia orgánica presentes luego de la aplicación de microorganismos. Balance materia global en el Sedimentador: Q
(1.S) Donde, Q
= Flujo total. Q
= Flujo de Residuos Líquidos Industriales. m
= Flujo de microorganismos. Q
= Flujo de agua clarificada. m
fango = Flujo de fango sedimentado. Balance materia del sólido suspendido en el Sedimentador: Q
(1.6) Donde, Q
= Flujo total. C
= Concentración de materia orgánica en todo el estanque. Q
= Flujo de fango sedimentado. C
= Concentración de materia orgánica en fango. Q
= Flujo de agua clarificada. C
= Concentración de atería orgánica en agua clarificada. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 18 Desarrollo Capítulo 1: Análisis de Mercado
4 Chile es el séptimo mayor productor de vino en el mundo, y el quinto mayor en las exportaciones. Se encuentra justo detrás de países extra-regionales como Italia, Francia, España y Australia. Las exportaciones de vino crecieron 11,5% en 2010 con respecto al año anterior, con envíos que alcanzaron a 1.552 millones de dólares, (Oficina de Estudios y Políticas Agrarias). En los últimos años las exportaciones de vinos y alcoholes han ido creciendo sostenidamente en el tiempo, tanto en volumen como en valor, lo que se debe al gran dinamismo del sector vitivinícola en 2010. Donde los principales países de destino fueron Estados Unidos (16%), Reino Unido (15%), Canadá (6%), Holanda (5%), China (5%), Japón (5%), Alemania (5%), Brasil (5%) y Dinamarca (4%), y los principales productos exportados fueron vino tinto mezclas (282 millones de dólares); Cabernet Sauvignon (276 millones); Sauvignon Blanc (151 millones); Merlot (110 millones); Chardonnay (108 millones) y Carménère (74 millones). Actualmente en Chile se producen aproximadamente 1.000 millones de litros de vino al año y las mayores productoras de este se localizan en las regiones séptima, sexta y metropolitana. A continuación se presentan el detalle de las exportaciones de chile en el 2010 y su variación con respecto al año 2009. ENERO 2010 - DICIEMBRE 2010 VARIACIÓN % 2009/2010 LITROS US$ PRECIO PR. LITROS US$ PRECIO PR.
PRODUCTO (Miles) (Miles) US$/LTRS % % % EMBOTELLADO 425.774 1.276.848 3 11,20 12,10 1,00 ENVASADO 27.106 49.645 1,83 -1,30 -4,90 -3,70 GRANEL 274.754 201.799 0,73 -1,60 15,90 17,70 CHAMPAGNE 3.340 12.995 3,89 36,90 35,80 -0,80 ESPUMOSOS y OTROS 2.279 10.727 4,71 46,60 71,10 16,90 TOTAL 733.253 1.552.014 2,12 5,70 12,40 6,50 Tabla 4. Exportaciones vino Chile 2010. Al observar la variación porcentual del 2010 con respecto al 2009, tanto del vino embasado como el granel se puede apreciar una disminución en la exportación, esto se debe al terremoto ocurrido el 2010, sin embargo la industria del vino a seguido creciendo durante el 2011 (aunque aún no se tiene la estadística exacta dado que es un año en desarrollo) Detalle de exportación por países de destino de vino embotellado (dado que es lo que más se exporta): 4
http://www.vinasdechile.com Trata
amiento de R
RILes en Indu
CHINA Subtota
Tabla Gráfi
ustrias Vitivin
S IDO NIDOS A DA L CA A IA l O L 5. Exportaci
co 1. Export
Total Valor nícolas. Alter
CAJAS (9 LT
(Miles) 10.293 7.570 2.146 2.747 2.727 2.401 1.455 1.444 1.482 1.233 33.498 13.810 47.308 iones vino em
taciones vino
ACIONES DE V
ERO 2010 - DI
(Valo
Exportaciones rnativas de T
O - DICIEMB
T) US$
1.276.8
mbotallado C
o por valor C
VINO TOTALE
CIEMBRE 201
or) = US$ 1.552 m
BRE 2010 PREC
s) US$/
Chile 2010. Chile 2010. MBOTELLADO
ES POR 10
CIO PR. /CAJA ,71 ,57 ,18 ,92 ,92 ,05 ,85 ,54 ,81 ,32 ,23 ,84 ,99 Trata
Gráfico 3. E
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. 010. 2010. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 21 Capítulo 2: Descripción del Proceso Proceso Productivo: Elaboración de Vinos 5
. El proceso de producción de vinos comienza con la selección de las uvas y termina con el embotellado. A continuación, se detallan cada una de las etapas para producir vino tinto, y se especifican además los equipos involucrados, sus capacidades y consumo de electricidad. Selección: La selección de la uva que va al proceso se hace con diversos equipos y también de modo manual en viñas pequeñas. Los procesos automatizados usan sensores ópticos que, por ejemplo, identifican por sectores en una correa transportadora cual uva cumple con los estándares. Si la uva no cumple con los requisitos, ya sea de forma, tamaño, color, etc., se descarta al final de la correa transportadora usando un chorro de vapor que desvía la uva defectuosa. Las pérdidas en estos equipos son menores al 1%. El sensor óptico también descarta hojas, tallos y otros elementos indeseables. Capacidad Trabajo: 6-8 [Ton/h] Potencia: 1 [kW] Figura 1. Uva aprobada (izq.) y uva descartada (der.) Recepción de Uva: Control de ingreso uva al pozo de vendimia, origen y Kg., análisis azúcar, pH, acidez, alcohol probable. Despalillado: Proceso mecánico que separa el raquis de las bayas, es decir, se separa la uva de los tallos y hojas. Esta operación se realiza en un equipo llamado despalillador. Capacidad Trabajo: 5-8 [Ton/h] Potencia: 1,1 [kW] Figura 2. Despalilladora/Maceradora 6
. 5 J. Robinson, ed (2006). The Oxford Companion to Wine (3.ª edición). Oxford University Press. 6
Collopack Grape & Wine Processing Equipment (www.collopack.com). Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 22 Maceración PRE fermentativa: Maceración del mosto (pulpa) con los orujos (residuo de pieles y pepitas) a baja temperatura antes de adicionar levaduras y alcanzar la temperatura de fermentación. En este proceso se aprietan ligeramente las uvas, con lo cual se rompe la piel de estas, liberando el contenido de la uva. Esta operación se realizaba tradicionalmente usando los pies durante la fiesta de la vendimia. Sin embargo, actualmente esta operación ocurre en una máquina, generalmente, la misma que se usa para despalillar, por lo cual el costo de esta operación es nulo. La maceración es un proceso de extracción sólido-líquido. El producto sólido (materia prima) posee una serie de compuestos solubles en el líquido extractante que son los que se pretende extraer. Separación de Claros: Proceso en el cual se precipitan las partículas en suspensión y se obtiene mosto limpio. Esta operación ocurre en un estanque sedimentador. Remontaje: Bombeo del mosto PRE fermentativo o en fermentación en donde se extrae por alguna de las válvulas de la base de la cuba y se reingresa por el portalón superior. Inoculación: Adición de levaduras para iniciar la fermentación. Fermentación: Proceso en donde la levadura transforma el azúcar en alcohol y dióxido de carbono. Esta fermentación se realiza por 1 o 2 semanas, usando la levadura presente en las uvas de forma natural (puede verse como polvo en las uvas). Descube: Separación del mosto fermentado (vino) de sus orujos (pieles y pepitas). Esto se realiza por bombeo, movilizando el vino de un estanque a otro y recuperando el orujo para extraer más vino. Prensado de Orujo: Los orujos del descube se introducen en la prensa neumática en donde se extrae el vino de aún se encuentra en ellos. Existen 3 tipos principales de prensas: membrana abierta, membrana cerrada y canasta. Todas aplican el mismo principio de usar una presión controlada para evitar quebrar las semillas, las cuales liberan taninos, que son sustancias que afectan las propiedades organolépticas, y más específicamente, el sabor del vino. Cada una de estas prensan operan en forma discontinua: Se carga, luego se prensa obteniéndose producto de manera continua, se limpia y se vuelve a cargar. Existe un cuarto tipo de prensa, que opera de forma continua, llamada tornillo continuo, sin embargo está produce un vino de baja calidad. El prensado es opcional. Se realiza muchas veces para cumplir con las exigencias de producción, en virtud de que el jugo contenido en el orujo representa en el 15.30% del volumen de la uva. La presión aplicada es de 2 [bar]. La selección de una prensa u otra depende principalmente de la capacidad que se quiera procesar. Las prensas de membrana abierta o cerrada consisten básicamente en un rodillo horizontal que prensa y está ubicado sobre una correa transportadora. La prensa de canasta es básicamente un recipiente lleno de uvas maceradas u orujos y, sobre esta, un cilindro que ejerce presión como un pistón. Se decidió usar un equipo de membrana cerrada en virtud de su mayor capacidad. Tiempo operación: 3-6 [horas] Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 23 Capacidad: 2-75 [ton] Potencia: 1.1-1.5 [kW/ton] La figura 3 muestra cada una de estas prensas. Membrana abierta (izq.), Membrana cerrada (centro) y canasta (der.). Figura 3. Membrana abierta (izq.), Membrana cerrada (centro) y canasta (der.)
. Finalmente el vino se traspasa a otros estanques. Estabilización Fría: Este proceso reduce los cristales tártaros (sales de ácido tártricos) presentes en el vino. El vino se deja reposar durante 1 o 2 semanas a temperaturas cercanas a la congelación del agua. El vino siempre retiene un poco de este compuesto, por lo cual es posible observar cristales blancos en botellas de vino almacenadas en frío por mucho tiempo. Fermentación malo láctica: Inoculación de bacterias lácticas que transforman el acido málico en ácido láctico. Este proceso reduce el pH del vino y suaviza su sabor. Sulfitado: Adición de SO2. Esta etapa tiene como finalidad la conservación del producto sin deterioro. Almacenamiento en Barriles: Traspaso del vino ya fermentado a la guarda en barriles 12 o 18 meses según su calidad. Es común que el vino se almacene en barriles hechos de roble, el cual transfiere parte de sus aromas al vino. Clarificación y reproceso: El producto proveniente de los barriles se deja sedimentar. El vino clarificado se puede continuar procesando, mientras que el fondo se recircula. Esta operación puede realizarse en un estanque sedimentador. Mezcla de Productos: Mezcla de vinos provenientes de los distintos lugares de la viña de manera de obtener las características organolépticas deseadas según la categoría del vino. Esta etapa es optativa. Estabilización: Proceso en donde se pueden adicionar productos enológicos o simplemente aplicar frio para precipitar sales o proteínas evitando que precipite en la botella una vez envasado. 7 Vinquip S.A. (www.vinquip.co.za) Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 24 Filtración por Tierra: Filtración para eliminar partículas en suspensión propias de la uva y del proceso de la vinificación. El producto de esta etapa es el vino. La filtración tiene dos objetivos, la clarificación y reducción de microorganismos que puedan continuar la fermentación o degradar el producto. Embotellado: El vino se traspasa a botellas, luego estas se guardan en cajas quedando el vino listo para su comercialización. Diagrama 1. Proceso de producción vino tinto. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 25 Proceso de tratamiento: Tratamiento de RILes La literatura señala un amplio número de técnicas para el tratamiento de los RILes, las cuales en forma combinada, permiten obtener altos niveles de eficiencia en el abatimiento de los contaminantes. En términos generales, normalmente se recurre a Tratamiento Primario, Secundario y Terciario, dependiendo de las características (cantidad y calidad) de los componentes que deben ser abatidos. A continuación se modelan diferentes sistemas de abatimiento para diferentes cargas de RIL afluente, las cuales determinan en su conjunto el tratamiento mínimo requerido para efectos de obtener un RIL efluente con la calidad propuesta. Tabla 6. Tratamiento mínimos requeridos para RILes del sector vitivinícola 8
. Además se presentan las eficiencias por equipo de los sistemas de tratamiento evaluados, con indicación de la eficiencia de abatimiento esperada para los principales contaminantes presentes en los RILes agroindustriales. Tipo de tratamiento Descripción DBO
(mg/l) SS (mg/l) A&G (mg/l) pH SS Separación de sólidos o cribado 30-40% 30-40% 20-30% - N Neutralización - - - 100%
FL Flotación 70-95% 85-95% 85-95% - FC Coagulación- Floculación 75-85% 85-95% 75-85% - FS Sedimentación Física 25-70% 50-70% 25-40% - FSD Sedimentación física con desengrasadota 60-80% 65-85% 100% - LA Lodos activados 88-98% 85-95% 85-95% - UASB Reactor anaeróbico 70-90% 80-90% 0% - LE Lagunas de estabilización 86-95% 92-98% 10-20% - Tabla 7. Eficiencias por equipo para el tratamiento requerido en RILes del sector vitivinícola 9
. 8 Anexo E, Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego” 9 Tabla 2.5, Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego” Carga Contaminante Trata. Mínimo DBO SST A&G NTK pH min máx min máx min máx min máx Carga Baja 92% 99% 90% 97% 88% 93% 41% 71% 100%
SS-N-LA Carga Media 1 94% 100% 95% 99% 91% 95% 41% 71% 100%
SS-N-FS-LA Carga Media 2 93% 99% 97% 100% 46% 57% 61% 77% 100%
SS-N-FS-LE Carga Máxima 1 97% 100% 98% 100% 88% 93% 46% 78% 100%
SS-N-UASB-LA Carga Máxima 2 97% 100% 90% 100% 28% 36% 65% 83% 100%
SS-N-UASB-LE Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 26 El RIL crudo generado en la producción de la viña Los Vascos posee una caracterización dada por la tabla 2, correspondiente a una carga de contaminantes baja. Según lo expuesto en la tabla 6 el tratamiento mínimo del RIL debe seguir una configuración de tratamiento primario compuesta por la separación de sólidos y neutralización, mientras que el tratamiento secundario corresponde a sistema de lodos activados. A continuación se describe la configuración a utilizar en el tratamiento del RIL crudo con el objetivo de cumplir con las recomendaciones de la Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”. Tratamiento Primario. a. Separación de sólidos: El tratamiento tiene como objetivo el proteger la instalación de la llegada de objetos capaces de producir obstrucciones en todas las etapas del proceso, dependiendo su eficiencia de operación, del tamiz utilizado. Para el tratamiento primario del RIL se ha propuesto trabajar con un sistema de molineta rotatoria, que permite capturar los sólidos entre un rango de 0,30 a 0,50 mm aproximadamente, construida de acero inoxidable. Considerando las eficiencias dadas en la tabla 7 para los tipos de tratamientos, es posible realizar un balance de masa en el equipo. DBO
: 2000 [mg/l] DBO
: 1300 [mg/l] SS: 650 [mg/l] SS: 422,5 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] pH: 4 pH: 4 DBO
: 700 [mg/l] SS: 227, 5 [mg/l] NTK: 0 [mg/l] pH: 4 Diagrama 2. Balance de masa molineta rotatoria. b. Neutralización: Tratamiento químico que está destinado a llevar el pH del RIL próximo a la neutralidad. Se establecerá un sistema de regulación de pH y homogenización, este sistema incorporaría un estanque o piscina, que permitiría una homogenización y una neutralización del RIL previo a la etapa del tratamiento biológico. El tamaño de estanque será definido según las variaciones punta del RIL de ingreso en vendimia, donde se considera una retención de mínimo en turno de 8 horas, por lo que se establecerá construir una piscina para albergar 50 m
, en dicho estanque se instalarían los equipos de control y la adición de un álcali, la que puede ser una solución de soda cáustica, carbonato de sodio o leche de cal. Molineta
Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 27 DBO
: 1300 [mg/l] DBO
: 1300 [mg/l] SS: 422,5 [mg/l] SS: 422,5 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] pH: 4 pH: 7,5 Diagrama 3. Balance de masa etapa de neutralización. Tratamiento Secundario. Lodos Activados: La propuesta consiste en un tratamiento aeróbico, en que es utilizado un cultivo bacteriano disperso en flóculos (lodos activos) en un depósito agitado y aireado, el que es alimentado con el RIL que se requiere tratar, seguido de una sedimentación. El lodo está compuesto por una población de microorganismos heterogénea, la que cambia continuamente en función de la composición del RIL. El sistema contempla un bioreactor de 6000 l de capacidad, está constituido de polietileno de alta densidad, y su función es la creación y generación de bacterias para degradar la materia orgánica, permitiendo una rebaja considerable, de los parámetros de DBO
y sólidos suspendidos disueltos, lo que permitiría garantizar el resultado final del agua tratada. Operacionalmente el bioreactor estará conectado con la laguna de aireación y, lo cual permitiría la inoculación de una carga de bacterias y bioenzimas (*)
, mediante una bomba dosificadora, al bioreactor se insufla oxigeno proveniente del aire ambiental. La aplicación de este tratamiento puede ser utilizado para concentraciones de DBO
de hasta 12.000 mg/l, aproximadamente, o bien después de un tratamiento anaeróbico para concentraciones mayores de DBO
. Finalmente se considerará en la configuración del tratamiento la incorporación de un estanque de almacenamiento de todos los lodos recuperados del proceso, que proviene esencialmente de la laguna de aireación y sedimentación, para ello los lodos se succionaran mediante una bomba tipo voltex, los cuales ingresara por la tranquilizador central del esperador y las aguas contenidas regresaran a las lagunas por un sistema de rebosadero y retorno. DBO
: 91 [mg/l] SS: 422,5 [mg/l] SS: 42,25 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] NTK: 16,72 [mg/l] pH: 7,5 pH: 7,5 DBO
: 1209 [mg/l] SS: 380, 25 [mg/l] NTK: 21,28 [mg/l] pH: 7,5 Diagrama 4. Balance de masa tratamiento secundario, lodos activados. (* ) Ficha Técnica de Microorganismos al final del capítulo. Neutralización Lodos activados
Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 28 Definidas las variables del RIL a tratar (volumen, distribución y calidad) y los tratamientos de abatimiento de contaminantes para cumplir los requisitos establecidos, se procede a realizar el balance hídrico. Se presenta la metodología considerada en la Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”, para la caracterización de los parámetros que definen la oferta hídrica de calidad proveniente del sector productor de vinos, con respecto a los parámetros que definen la demanda hídrica de un cultivo, para diferentes condiciones geográficas. En la Diagrama 5 se presenta el esquema general, donde se indican cada una de las variables influyentes y en qué etapa del proceso intervienen. Diagrama 5. Esquematización de la guía de uso de agua de RILes en riego agrícola. Caracterización agroclimática. En la Tabla 8 se presentan los datos climáticos necesarios, registrados en la zona de Peralillo. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 29 Mes Precipitación (mm/mes)
10 Precipitación efectiva (mm/mes) ETo (mm/mes)
10 Enero 5,6 0 182 Febrero 5,7 0 171,3 Marzo 9,1 0 142,6 Abril 22,3 0 101,7 Mayo 74,6 67,3 62,9 Junio 87,4 75,3 35,9 Julio 72,8 66,1 24,8 Agosto 61,3 57,9 35,7 Septiembre 27,3 0 65,1 Octubre 16,7 0 103,2 Noviembre 9,6 0 141,5 Diciembre 6,8 0 170,8 Total 399,2 266,8 1237,5 Tabla 8. Presentación de los Registros de Precipitación y Evaporación Potencial de la Zona de Peralillo. La demanda hídrica neta depende del cultivo establecido, ya que se obtiene a través de la diferencia entre la Evapotranspiración de cultivo (ETc) y el aporte de la precipitación, particularmente, de la precipitación efectiva. Para el cálculo de la precipitación efectiva, se emplean diversos criterios. Este parámetro no se obtiene directamente de las estaciones meteorológicas, por lo que es necesario realizar un cálculo teórico. Tanto en la macrozona I, como la II se recomienda proceder al cálculo de la precipitación efectiva según el método propuesto por Blaney y Criddle, cuya aplicabilidad se ajusta especialmente a zonas áridas y semiáridas. El cálculo se realiza a partir de la precipitación real mensual expresada por la siguiente ecuación: Y= -0,0032 x
+1,1415 x (1.7) Donde, Y = Precipitación Efectiva Mensual, expresada en mm X = Precipitación Real Mensual, expresada en mm Tasa de riego, Superficie de Cultivo y Capacidad de Embalsamiento. a. Tasa de Riego: Con los antecedentes de evapotranspiración y los Kc mensuales reconocidos para la especie Vid vinífera, se procede a determinar la tasa de riego neta, antecedentes que se resumen en la Tabla 9. 10 “Atlas Agroclimático de Chile, Regiones VI y VI”, Fernando Santibáñez.1990. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 30 Mes Kc 11 ETo (mm/mes) ETc (mm/mes) Tasa de Riego (m
/mes/ha) Enero 0,54 182 98,28 1404 Febrero 0,24 171,3 41,11 587 Marzo 0,18 142,6 25,67 367 Abril 0 101,7 0 0 Mayo 0 62,9 0 0 Junio 0 35,9 0 0 Julio 0 24,8 0 0 Agosto 0 35,7 0 0 Septiembre 0,35 65,1 22,79 326 Octubre 0,45 103,2 46,44 663 Noviembre 0,55 141,5 77,83 1112 Diciembre 0,54 170,8 92,23 1318 Total 1237,5 404,34 5776 Tabla 9. Cálculo de Demanda Hídrica y Tasa de Riego Unitaria para Vid Vinífera, variedad Tinta, en la Macrozona Centro. ETo: Evapotranspiración potencial Kc: coeficiente de cultivo ETc: Evapotranspiración efectiva La Tasa de Riego considera una eficiencia de aplicación de un 70%, estimada para un riego por surcos con sistema de recirculación. b. Superficie requerida: El volumen de RIL disponible es de 4500 m
/año, lo que divido por la demanda unitaria (5.776 m
/año/ha), determina una necesidad de superficie equivalente a 0,78 ha. c. Capacidad de embalsamiento: Reconocidos los antecedentes de oferta y demanda hídrica y, establecido que la demanda es efectiva desde septiembre a abril (8 meses) para una oferta continua, se evalúa el requerimiento de embalsamiento para los meses en que la oferta excede a la demanda. Mes Caudal RIL tratado (m
/mes) Tasa de Riego (m
Uso de RIL Embalsado (m
/mes) Demanda de embalse (m
/mes) Embalsamiento acumulado (m
) Enero 1095 1095 0 Febrero 458 458 0 Marzo 286 286 0 Abril 1500 0 0 1500 1500 Mayo 1500 0 0 1500 3000 Junio 1500 0 0 1500 4500 Julio 0 0 0 11
Kc de la vid se obtuvo de Doorenbos and Pruitt, 1976. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 31 Agosto 0 0 0 Septiembre 254 254 0 Octubre 517 517 0 Noviembre 867 867 0 Diciembre 1028 1028 0 Total 4500 4500 4500 4500 Tabla 10. Cálculo de Uso y Requerimiento de Embalse. El volumen máximo de acumulación de agua que debe ser almacenada en un tranque de acumulación, cantidad que determina el tamaño de diseño del mismo. Como se mencionó anteriormente, para dar un margen de seguridad a la operación, se debe incrementar este volumen en un 20% (a 5400 m
). Este podría tener las siguientes dimensiones, profundidad 3,1 m, largo 43,4 m y ancho 40,3 m. Ficha Técnica 12 Producto: Tratamiento para la Bio Masa de vinos. Código: BCP56. Descripción: Microorganismos utilizados para el tratamiento biológico de desechos líquido de frutas, vegetales y vinos. Atributos: - BCP56, entrega gran resistencia a los inhibidores orgánicos en frutas, vegetales y vinos. - Es utilizado en el proceso de producción de frutas, vinos y vegetales. Beneficios: - Ayuda a la partida de nuevas plantas de tratamiento. - Mejora la calidad del efluente. - Incrementa la eficiencia del tratamiento de los desechos líquidos. - Reduce la generación de grasas. - Controla los organismos filamentosos. - Reduce olores y la espuma. Características Técnicas. Distintas dosis, según aplicación: - Plantas de tratamientos. - Filtros activados. Sistemas de lagunas. 12 Catálogo Bionetix International, representada en Chile por Biomax S.A. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 32 Diagrama 6. Proceso de tratamiento de RILes industria vitivinícola. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 33 Capítulo 3: Estimación de Costos de Inversión y Operación Costos de operación y Mantención en Proceso de Producción Los principales costos de operación son los asociados a la operación de las máquinas de proceso, principalmente el consumo de electricidad de los equipos. Otros costos relevantes son los de limpieza y mantenciones de rutina. Se presenta una tabla con el detalle de los equipos y su consumo de electricidad. Costos operación Equipo Capacidad [ton/h] Potencia [kW] Consumo [kWh] Costo [$/día] Costo [$/año] Selección 8 1 12,5 1875 112500 Despalillado/Macerado 8 1,1 13,75 2062,5 123750 Prensado orujo 12,5 1,3 10,4 1560 93600 Bombeo 18 4 32 4800 288000 Total 617.850 Tabla 11. Costos de operación proceso de producción. Los resultados de consumo presentados se derivan de la producción y la capacidad de procesamiento de los equipos individuales. Se consideró una capacidad de procesamiento de 6.000 [ton/año] de uva y 60 días de producción, asociado al tiempo de vendimia. Se calcula que cada día se procesan, en consecuencia, 100 [ton/día]. El proveedor de los equipos es la empresa “Collopack”. En su sitio web se puede encontrar información más detallada. De la tabla presentada, es importante destacar la capacidad de los equipos de selección y despalillado que es de hasta 8 [ton/h]. En base a esta característica, es decir, usando sólo una de estas máquinas, especificamos el tiempo de operación. Tiempo opeiacion =
1uu|ton¡uía]
8 |ton¡h]
Tiempo opeiacion = 12,S |h¡uía] De este resultado se concluye que durante la vendimia, se trabajará con 2 turnos de 8 horas, con lo cual se cumple con la producción y a su vez, con los tiempos muertos, que son la carga, descarga, limpieza y mantenciones, especialmente de las prensas, que operan de modo discontinuo. Se deduce a partir de estos resultados y la capacidad de los equipos, que el equipo seleccionador de uva y el despalillador operan por 12.5 horas, mientras que las bombas y las prensas trabajarían sólo 8 horas a su capacidad total. Por lo tanto, el costo de operación por año es de $ 617.850. Se asignará un presupuesto para limpieza y mantenciones de $ 1.000.000. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 34 Costos de operación y Mantención en Proceso de Tratamiento. El proceso de abatimiento de lodos anteriormente propuesto contempla los siguientes equipos. a. Molineta rotatoria 13
: La inversión es de US$ 10.000 a 20.000 para flujos de 5 a 25 L/s con sistema de transporte, lavado y compactado incorporado. Figura 4. Molineta Separador de Sólidos. b. Lodos Activados 14
: La inversión por carga orgánica de diseño es de 95 a 1250 US$/ Kg DBO
. Por volumen de RIL de diseño es de 440 a 5.000 US$/m
.Los costo de operación por carga orgánica eliminada es de 30 a 400 $/ kg de DBO
. Figura 5. Lagunas de aireación con sistema de aireación. Al fondo laguna de sedimentación. c. Equipos de aireación 13
: Los flotantes anclados con cables de acero a las orillas de la laguna, U.S. Electrical 7,5 HP, potencia de aireación 2x 5,5 KW y una tasa de adición de oxigeno a la laguna de 13 Kg/h. d. Bioreactor 13
: Operacionalmente el bioreactor está conectado con la laguna de aireación y, lo cual permitiría la inoculación de una carga de bacterias y bioenzimas, mediante una bomba dosificadora, al bioreactor se insufla oxigeno proveniente del aire ambiental. Los costos de inversión son aproximadamente $7.225.000. 13 Catálogo Sacaf Ingeniería Agroindustrial
(www.sacaf.cl) Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 35 Figura 6. Estanque bioreactor. e. Espesador de Lodos 14
: La incorporación esperadora de lodos, es un estanque de almacenamiento de todos los lodos recuperados del proceso y que proviene esencialmente de la laguna de aireación y sedimentación, para ello los lodos se succionaran mediante una bomba tipo voltex, los cuales ingresara por el tranquilizador central del esperador Con la instalación y funcionamiento del esperador se regularan y eliminaran los lodos exceso y se mantendrá el equilibrio biológico del sistema. Los costos de inversión son aproximadamente $13.180.000. Figura 7. Espesador de Lodos. Equipo 15 Potencia [kW] Consumo diario [kW] Costo [$/año] Bomba VOGT A901 DMS/150 5,5 110,4 993.600 Bomba VOGT A751 FMS/150 4 80,9 728.100 Bomba Fligt 5,9 117,7 1.059.300 Bomba dosificador Pedrolio 0,4 0,9 8100 Bomba VOGT A751 FMS/150 5,5 80,9 728.100 Tabla 12. Sistema de bombas del proceso. 14 Catálogo Wetland Tecnología Ambiental (www.wetland.cl) 15
Catálogo VOGT Líderes en la Impulsión de Fluidos. (www.vogt.cl) Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 36 Capítulo 4: Impacto Ambiental del Proyecto Marco legal nacional de normativa ambiental atingente al proyecto. Las principales normativas ambientales que rigen el presente proyecto a nivel nacional son las siguientes: - Ley Nº 19.300, “Aprueba ley sobre bases generales del medio ambiente”, Ministerio Secretaria General de la Presidencia 16
. Se presentan disposiciones generales e instrumentos de gestión ambiental, además se establece la responsabilidad de daño ambiental y su respectiva fiscalización. Finalmente se refiere a la creación del Ministerio de Medio Ambiente. - Ley Nº 18.455, “Fija normas sobre producción, elaboración y comercialización de alcoholes etílicos, bebidas alcohólicas y vinagres”, Ministerio de Agricultura 17
. Se presentan disposiciones generales, normas de producción de diversos alcoholes, comercialización, sanciones productivas y administrativas. Además anexa Decreto Nº 78 y Decreto Nº 464. - Decreto Nº 78, “Reglamenta Ley Nº 18.455 que fija normas sobre producción, elaboración y comercialización de alcoholes etílicos, bebidas alcohólicas y vinagres”, Ministerio de Agricultura 18
. El presente decreto reglamenta y complementa la Ley 18.455. - Decreto Nº 464, “Zonificación vitícola y denominación de origen”, Ministerio de Agricultura 19
. Se establecen regiones vitivinícolas del país, clasificación de vino según cepa utilizada y se refiere a la creación de una comisión asesora del Servicio Agrícola y ganadero. - Norma Chilena Nº 1333, “Norma chilena sobre requisitos de calidad del agua para diferentes usos”, Ministerio de Obras Publicas 20
. Se establecen requisitos de calidad de agua de acuerdo a su uso, concentraciones máximas permitidas de contaminantes. - Guía, “condiciones básicas para la aplicación de RILes de Agroindustrias en riego”, Ministerio de Agricultura 21
. Se presenta la caracterización de contaminantes de diversos RILes de industrias agropecuarias, clasifica el agua de riego por calidad, compara la normativa nacional frente a la internacional y muestra diversas alternativas de tratamiento de RIL. Marco legal internacional de normativa ambiental atingente al proyecto. 16
20 Documentos Biblioteca del Congreso Nacional de Chile online (www.leychile.cl) 21
Documento página oficial Servicio Agrícola y ganadero (www.sag.cl) Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 37 Las principales normativas ambientales que rigen el presente proyecto a nivel internacional son las siguientes: - ISO 14001:2004 Sistemas de gestión ambiental. Requisitos con orientación para su uso
. Norma aceptada internacionalmente que establece como implementar un sistema de gestión ambiental eficaz. Busca reducir el impacto ambiental del proyecto sin ver perjudicada su rentabilidad. Inicialmente analiza y comprende todas las normativas medioambientales pertinentes al proyecto para luego, mediante revisiones periódicas, lograr objetivos de mejora. - OHSAS 18001:2007 Seguridad y Salud Laboral 23
. Especificación de evaluación aceptada internacionalmente para sistemas de gestión de la salud y la seguridad en el trabajo. Considera planificación, evaluación y control de riesgos, preparación y respuesta ante emergencias y además establece un control de funcionamiento del proyecto lo que con lleva a un mejor rendimiento. Además otras normativas que pueden ser consideradas: - ISO 14004, ISO 14005, ISO 140014, ISO 14020, ISO 14023, entre otros 24
. Análisis de Pertinencia para ingreso al Sistema de Evaluación Ambiental (SEA) 25
. El análisis de Pertinencia para ingreso al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA) tiene como objetivo decidir si un determinado proyecto o actividad debe someterse a este sistema. Los antecedentes que deben ser presentados para evaluar el ingreso al SEA son los siguientes: • Descripción del proyecto o actividad, indicando si pertenece al sector o rubro agrícola, industrial, minero, entre otros. Planta de tratamiento de Residuos Industriales Líquidos de viña Los Vascos. • Lugar donde se ejecutará el proyecto o actividad (comuna(s), provincia(s), región(es) y coordenadas geográficas indicando la referencia utilizada). Valle de Colchagua, Provincia de Colchagua, VI Región del Libertador General Bernardo O'Higgins. 22
24 Documentos página oficial Organización Internacional de Estandarización (www.iso.org) 25 Procedimiento planteado página oficial Servicio de Evaluación Ambiental (www.sea.gob.cl) Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 38 • Indicar las características generales del proyecto o actividad y sus cualidades específicas, de acuerdo con las posibles tipologías aplicables del artículo 10 de la Ley Nº 19.300 en que podría ser subsumido. El sistema de tratamiento se compone inicialmente de filtros que retiene partículas mayores a 1[mm] para continuar con una cámara neutralizadora de pH, luego continua un sistema de sedimentación para proceder a un tratamiento biológico de una etapa (Lodos Activados). Finalmente el efluente es almacenado en estanques o un embalse aireado para su disponibilidad como agua de riego. El presente proyecto si entra en la categoría de proyectos o actividades susceptibles a causar impacto ambiental según la Ley Nº 19.300 debido que coincide con la letra o) del artículo 10 de la presente Ley. Finalmente el proyecto es analizado mediante los artículos 5, 6, 8, 9, 10 y 11 del Decreto Supremo Nº95, resultando afecto al artículo 6 por ende se debiese realizar un Estudio de Impacto Ambiental (EIA) para su normal ejecución. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 39 Capítulo 5: Discusión El proyecto propuesto es una alternativa de tratamiento a implementar en Viña Los Vascos, ubicada en la VI región, ya que en la situación actual de la viña los desechos producidos por la producción de vino (RILes) son descargados directamente en el alcantarillado sin un mayor tratamiento, no cumpliendo las normas mínimas y dañando significativamente el medioambiente. Los RILes generados sin un tratamiento adecuado mantendrán sus concentraciones de contaminantes, los cuales afectan al medioambiente de las siguientes formas: Demanda Biológica de Oxígeno (DBO
) - Aguas: Una elevada carga se traduce en el agotamiento del oxígeno disuelto en el agua, lo que impide la sobrevivencia de la flora y fauna acuática. - Suelo: La presencia de materia orgánica (en estado húmico) es siempre deseable, ya que por su intermedio se desarrollan procesos de integración estructural del particulado fino, favoreciendo así las propiedades de infiltración y retención de agua. También permite, a través de la degradación, la entrega de micronutrientes esenciales para las plantas. No obstante lo anterior, descargas de materia orgánica fresca producen una fuerte competencia entre los microorganismos del suelo con la planta, por lo que se debe cuidar que la relación Carbono/Nitrógeno (C/N) se mantenga en los rangos 8:1 a 15:1. - Atmósfera: Su presencia en exceso condiciona reacciones anaeróbicas, las cuales pueden generar olores molestos. Sólidos Suspendidos - Aguas: En aguas superficiales, produce una disminución de la transparencia así como modificaciones en el color, afectando con ello a los organismos fotosintéticos. - Suelos: Las distintas partículas se depositan directamente sobre el horizonte superficial formando costras de diferente espesor, reduciendo el espacio poroso, sellando e impidiendo el intercambio gaseoso suelo-atmósfera, reduciendo o anulando la permeabilidad e infiltración del agua, afectando directamente la nitrificación y el crecimiento y desarrollo de las plantas. - Riegos: En riegos localizados (goteo o microaspersión) se produce la obstrucción de los goteros con concentraciones mayores a los 100 mg/l. Otro tema a discutir es el hecho de que la Norma Chilena 1333 no es tan restrictiva como debiese ser, en comparación con otros países, es por esto que se ha implementado y en la actualidad se exige normar los RILes mediante el uso de la guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego” elaborada por la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile, la cual es un compendio de diversas leyes y normativas nacionales. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 40 En Chile la fiscalización del cumplimiento de estas normas no está totalmente regularizada, son tantas empresas las que deben regirse por esta legislación que el cumplimiento de estas queda, en la mayoría de los casos, en manos de las mismas empresas, las cuales simplemente se rigen por criterios como si la contaminación afecta la producción o si esta tiene efectos inmediatos en el medioambiente cercano. En la actualidad solo se fiscaliza la descarga a aguas superficiales, debido a que este procedimiento puede filtrar y afectar napas subterráneas, las cuales se conectan con otros cuerpos de agua mayor pudiendo resultar perjudicial para la población. Si bien el presente proyecto plantea establecer una planta de tratamiento para poder generar, a partir de RILes, agua de regadío conllevando claramente una mayor inversión debido a las bajas concentración exigidas en comparación con tratamiento de agua para descarga al alcantarillado este costo es amortizado por el hecho en el ahorro del suministro de agua de regadío que sería autogenerada. Además un tema ligado al anterior es el hecho del beneficio que implica la implementación de un proyecto como el presente, ya que es vital en el control de la emanación de olores indeseados los cuales pueden ser factores beneficiosos para la proliferación o aparición de vectores insalubres, entiéndase ratones, moscas y otros tipo de plagas. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 41 Conclusiones Se estudió la rentabilidad de preparar una viña con una capacidad anual de 6000 [ton] de uvas para producir 4.500.000 litros de vino tinto Cabernet Sauvignon para comercializar dentro del país, principalmente, y se investigaron alternativas para procesos de tratamientos de RILes que cumplan con la normativa ambiental para la aprobación del proyecto. La producción de vinos es estacional y contempla un periodo de 60 días de vendimia. Se planea vender el vino a un precio representativo del mercado nacional de $ 3.473, correspondiente a la mediana de los precios del año 2004. Se descartó la posibilidad de producir vino corriente pues el precio de venta que es inferior a $ 1.000 no justifica una inversión tan grande como lo es una planta de calidad internacional que vela por cumplir con la normativa ambiental. Además, el costo de producción de una botella de vino con la información disponible asciende a $ 1.372. Considerando costos de producción (electricidad, mano de obra y mantenimiento), materias primas y una inversión de bodega, plantas de proceso y tratamiento de RILes por un periodo de recuperación de inversión de 20 años, resulta que el valor agregado de nuestro vino es de $ 2.101,14 lo que hace rentable el proyecto en la medida que las ventas sean al menos el 40% de la producción anual. No se descarta la exportación del vino solo que no fue parte del estudio. Se considera dejar un porcentaje para exportación, manteniendo la producción, durante los primeros años, ya que es de esperarse que las ventas en Chile los primeros años sean bajas por la intensa competencia que ejercen los viñedos más antiguos y ampliamente conocidos en el mercado del vino chileno. La elaboración de vinos genera un RIL difícil de predecir de antemano por que la materia prima principal, la uva, no es uniforme. Por esta razón se emplearon las características medias de una viña conocida llamada “Los Vascos” que se ubica dentro de la sexta región. El RIL tratado ha de cumplir con la cualidad de servir para regadío de acuerdo a la normativa chilena. Las características principales del RIL sin tratar son 2000 [mg/L] de DBO
, 650 [mg/L] de SST, 38 [mg/L] de NTK y 4 de pH. El RIL tratado cumple con las siguientes características: 91 [mg/L] de DBO
es 95.4%, la de NTK es de 56% y el pH resultante cumple con la norma. Finalmente cabe destacar que un aumento en la producción de vinos elevará la cantidad de RIL en el proceso, aunque la configuración del tratamiento del RIL establecida en este estudio abarca un cierto margen de aumento del RIL, en caso de que la carga del RIL pase a media o alta en la tabla 6 es posible determinar la configuración necesaria para el abatimiento del RIL, con lo cual se debería considerar un arreglo del tratamiento aprovechando la instalación preexistente. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. 42 Recomendaciones Dado la gran cantidad materia solida orgánica que se retiene en el proceso, específicamente en tratamiento primario (molineta), es posible someter estos residuos sólidos a un proceso de compost, para luego ser utilizado como fertilizante y tierra de hoja en la misma viña. También es posible anexar otro proceso para la producción de biogás mediante tanques anaeróbicos. El biogás es un gas que consiste principalmente en el gas metano (55%-
65%) producido por la digestión anaeróbica (en la ausencia del oxígeno molecular) de materia orgánica. La Digestión Anaeróbica se lleva a cabo en tres etapas: hidrólisis, formación de ácidos y generación de gas metano, el cual es colectado en tanques especiales. Este combustible será utilizado dentro del mismo proceso productivo (producción de vino), si bien hay un costo de inversión inicial esta seria recuperable mediante el ahorro en otros combustibles. Finalmente como mejora al tratamiento propuesto, es la recirculación de lodos activos para una mejor eficiencia en la recuperación de agua clarificada. Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento.
El presente proyecto presenta alternativas de tratamiento de RILes provenientes de industrias vitivinícolas. Se realiza un análisis cuantitativo para determinar la alternativa más económica para tratar un caudal de 150 [m3/día] de RIL para obtener agua para regadío que cumpla con la normativa vigente de la NCh 1.333 y la guía SAG. Dado que la elaboración de vinos es estacional se considerarán 60 días de producción, generándose así 9000 [m3/año] de RIL. La producción anual es 4.500.000 litros de vino Cabernet Sauvignon, cuyo valor agregado se calculó en $ 2.101,14. Los RILes vitivinícolas presentan una elevada carga de materia orgánica que se caracteriza por presentar valores promedios entre 2000 y 3000 [mg/L] en DBO5, mientras que para sólidos suspendidos totales el promedio oscila entre 200 y 500 [mg/L]. El proyecto se sitúa en la viña Los Vascos ubicada en la provincia de Colchagua en la sexta región. La producción anual de vino es de 4500 [ton/año] para lo cual se emplean 6000 [ton/año] de materia prima bruta, es decir, la uva y los desechos como pepitas y ramas. Las características principales del RIL sin tratar son: 2000 [mg/L] de DBO5, 650 [mg/L] de SST, 38 [mg/L] de NTK y 4 de pH. El RIL tratado cumple con las siguientes características 91 [mg/L] de DBO5, 42.25 [mg/L] de SST, 16.72 [mg/L] de NTK y 7.5 de pH, valores obtenidos a partir de cálculos de eficiencia de remoción de contaminantes para la configuración de equipos seleccionada. Con los datos presentados, la eficiencia de remoción de SST es de 93.5%, la de DBO5 es 95.4% y la de NTK es de 56%, valores con los cuales se cumplen las normas ambientales de RILes. La cuantificación del valor agregado preliminar se realizo empleando los datos de un documento de la CORFO titulado “ESTUDIO DE COSTOS COMPARATIVOS EN LA INDUSTRIA VITIVINICOLA EN LA REGIÓN DEL MAULE”. Según este informe los costos de inversión de bodega y producción para 1 millón de litros son de US$ 2.2 millones cada uno. La producción de nuestra viña es de aproximadamente 4.5 millones de litros y considerando el precio de dólar actual en $ 478 pesos chilenos, el costo de inversión es de $ 4.732.200.000 y el costo de producción anual es de $ 4.732.200.000. Si consideramos un plazo de 20 años para recuperar la inversión se tiene que anualmente se descuenta de la inversión $ 236.610.000. El costo de formación de una hectárea de viña se estima en US$ 20.479. Este costo puede recuperarse en 20 años a un precio de US$0,42 por kilogramo de uva, lo que equivale a decir que el costo promedio del kilo de uva es $200.76 y se requieren 6000 [ton/uva] por año, entonces el costo anual de uva es de $ 1.204.560.000. El precio de venta para vino tinto lo tomamos del estudio “Determinantes del Precio del Vino en el Mercado Chileno: Un Estudio de Precios Hedónicos.”. Seleccionamos el Cabernet Sauvignon, pues su precio hace rentable una inversión en una viña de calidad. Considerando la mediana de los precios para el año 2004 que fue de $ 3.473 y que el formato de venta son botellas de 1 litro, el total de las ventas anuales medio esperado es $15.628.500.000. Con los valores presentados se puede calcular la ganancia financiera anual restando de la las ventas el valor de la materia prima, costos de producción e inversión, obteniéndose así que las ganancias medias anuales ascienden a $ 9.455.130.000. Recordando que la producción anual es de 4.500.000 litros de vino y este se vende en botellas de 1 litro, entonces, el valor agregado de nuestro producto es de $ 2.101,14.
2 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento.
Habiendo visto la rentabilidad del proyecto presentamos las características del proceso de tratamiento de RILes que autorizarían su realización. El sistema de tratamiento se compone inicialmente de filtros que retiene partículas mayores a 1[mm] para continuar con una cámara neutralizadora de pH, luego continua un sistema de sedimentación para proceder a un tratamiento biológico de una etapa (Lodos Activados). Finalmente el efluente es almacenado en estanques o un embalse aireado para su disponibilidad como agua de riego. El presente proyecto si entra en la categoría de proyectos o actividades susceptibles a causar impacto ambiental según la Ley Nº 19.300 debido que coincide con la letra o) del artículo 10 de la presente Ley. En la actualidad solo se fiscaliza la descarga a aguas superficiales, debido a que este procedimiento puede filtrar y afectar napas subterráneas, las cuales se conectan con otros cuerpos de agua mayor pudiendo resultar perjudicial para la población. Si bien el presente proyecto plantea establecer una planta de tratamiento para poder generar, a partir de RILes, agua de regadío conllevando claramente una mayor inversión debido a las bajas concentración exigidas en comparación con tratamiento de agua para descarga al alcantarillado este costo es amortizado por el hecho en el ahorro del suministro de agua de regadío que sería autogenerada. Las etapas de tratamiento del RIL en este proyecto comprenden las etapas de tamizado, neutralización, homogeneización, tratamiento biológico con lodos activados, sedimentación y embalsamiento. Según lo expuesto en la tabla 6 el tratamiento mínimo del RIL debe seguir una configuración de tratamiento primario compuesta por la separación de sólidos y neutralización, mientras que el tratamiento secundario corresponde a sistema de lodos activados. 3 Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento.
Resumen Ejecutivo…………………………………………………………………………………2 Introducción…………………………………………………………………………………………9 Objetivos…………………………………………………………………………………………...11 Antecedentes……………………………………………………………………………………...12 Alcance…………………………………………………………………………………………….14 Desarrollo………………………………………………………………………………………….18 Capítulo 1: Análisis de Mercado……………………………………………………………..18 Capítulo 2: Descripción del Proceso………………………………………………………….21 Capítulo 3: Estimación de Costo de Inversión y Operación…………………..…………...33 Capítulo 4: Impacto Ambiental del Proyecto…………………………………………………36 Capítulo 5: Discusión…………………………………………………………………………..39 Conclusiones………………………………………………………………………………………41 Recomendaciones………………………………………………………………………………..42
4 18 Tabla 5.. Alternativas de Tratamiento. Contaminantes principales presentes en el RIL……………………………………..19 Tabla 6. Exportaciones vino embotellado Chile 2010………………………………………. Costos de operación proceso de producción……………………………………. Caracterización del RIL vitivinícola viña Los Vascos……………………………….15 Tabla 4.. Sistema de bombas del proceso……………………………………………………..25 Tabla 8. Comparación Normas para la disposición de RILes en suelo vía riego…………...33 Tabla 12.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.
Tabla 1. Tratamiento mínimos requeridos para RILes del sector vitivinícola………………25 Tabla 7.35
5 . Exportaciones vino Chile 2010……………………………………………………….29 Tabla 9. Presentación de los Registros de Precipitación y Evaporación Potencial de la Zona de Peralillo…………………………………………………………………………………. en la Macrozona Centro…………………………………………………………………30 Tabla 10. Eficiencias por equipo para el tratamiento requerido en RILes del sector vitivinícola…………………………………………………………………………………………. Cálculo de Demanda Hídrica y Tasa de Riego Unitaria para Vid Vinífera.30 Tabla 11.13 Tabla 3. variedad Tinta.12 Tabla 2. Cálculo de Uso y Requerimiento de Embalse…………………………………….
26 Diagrama 3.....
Diagrama 1.28 Diagrama 6.. lodos activados………………….. Balance de masa etapa de neutralización…………………………………….27 Diagrama 5. Proceso de producción vino tinto………………………………………………. Alternativas de Tratamiento. Balance de masa tratamiento secundario.32
6 ..24 Diagrama 2. Proceso de tratamiento de RILes industria vitivinícola………………………... Esquematización de la guía de uso de agua de RILes en riego agrícola….27 Diagrama 4. Balance de masa molineta rotatoria…………………………………………….Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.
Alternativas de Tratamiento. Exportaciones vino embotellado por volumen Chile 2010………………………. Exportaciones vino por valor Chile 2010………………………………………….19 Gráfico 2.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.20
7 . Exportaciones vino embotellado por valor Chile 2010……………………………20 Gráfico 4.. Exportaciones vino por volumen Chile 2010………………………………………20 Gráfico 3.
. Al fondo laguna de sedimentación………………………………………………………………………………. Membrana abierta.34 Figura 5.…. Uva aprobada y uva descartada……………. Membrana cerrada y canasta……………………………….…………….....35 Figura 7...……………………………………. Molineta Separador de Sólidos……………………………………………………. Alternativas de Tratamiento.………………... Estanque bioreactor……………………………………………….21 Figura 3.…….. Espesador de Lodos……………………………….Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas..…….35 8 . Despalilladora/Maceradora………………………………………………………….34 Figura 6..
Índice de Figuras Figura 1.…………….21 Figura 2. Lagunas de aireación con sistema de aireación.23 Figura 4.
al descomponerse en el trayecto. se debe especificar claramente algunos términos de importancia crucial para lo que sigue: • Residuos Industriales Líquidos (RILes): Los RILes son aguas de desecho generadas en establecimientos industriales como resultado de algún proceso. para lo cual es necesario tratamientos primarios y secundarios.
Este proyecto apunta al tratamiento de RILes producidos por la industria vitivinícola. de reducción en la penetración de luz.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.
Existen diversos tipos de tratamientos de RILes. estos son procesos físicos que involucran operaciones gravitacionales. para el análisis de residuos industriales líquidos. actividad o servicio. Demanda Química de Oxígeno (DQO): Es un parámetro que mide la materia orgánica e inorgánica oxidable. reduzca el contenido de oxígeno disuelto en el agua hasta un grado que impida la vida acuática y sea fuente de condiciones desagradables para los vecinos cercanos a ella. que contenga materia orgánica que. La DBO5 mide la cantidad de materia orgánica biodegradable capaz de consumir oxígeno en una muestra de agua. para luego ser utilizados como agua de regadío dentro de la misma viña. Esta mide la materia orgánica total y no la que realmente es la que consume oxígeno para los organismos existentes en los cursos de agua. o en su defecto. Residuo Industrial Líquido Contaminante: Se considera que un RIL es contaminante cuando es un efluente industrial que contiene compuestos químicos o especies biológicas. es por esto que solo se considerara el monitoreo y tratamiento de DBO5 y SS. Nitrógeno Kjeldahl Total (NKT): es la suma del nitrógeno orgánico y el nitrógeno amoniacal. • Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5): es quizás el parámetro más conocido de todos. junto con el pH y el color. Antes de iniciar el desarrollo del tema. Alternativas de Tratamiento. manuales o mecánicas que permiten remover los sólidos de distinta granulometría y 9 . Sólidos Suspendidos (SS): pueden pronosticar la presencia de obstrucciones. Tratamientos primarios: Se denominan así porque son los que se realizan cuando el RIL ingresa para su tratamiento. sin embargo en este proyecto se utilizaran los siguientes: 1. además de efectos en la fotosíntesis. que produzcan en los cursos receptores condiciones inadecuadas para los usos definidos para el recurso hídrico.
Lodos Activados: En esta etapa los RILes son llevados a un estanque donde son adsorbidos por unos lodos que permiten la oxigenación del agua. permitiendo que el RIL esté más limpio y con menos olores. 10 .
densidad del efluente. Filtración: Este procedimiento permite retirar los flóculos formados en las fases anteriores con partículas de tamaño medio. Alternativas de Tratamiento. entre los cuales se encuentran: Sedimentación: Es una operación que permite realizar la separación de los sólidos presentes en el RIL de carácter sedimentable.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. esto se logra a través de equipos sedimentadores donde el RIL queda detenido por un lapso de tiempo para luego ser retirados. 2. Neutralización: En esta etapa se requiere la acción de una base o ácido fuerte para neutralizar el pH que contiene el RIL. lo cual permite que el agua se oxigene y pueda perder turbiedad. al atrapar las partículas de grasa y de gran peso molecular. Este proceso es muy importante. Lagunas Aireadas: Estas lagunas permiten que el RIL pueda tener una gran penetración de luz en ella. Son empleados para la eliminación de sólidos en suspensión y materiales flotantes. por el desgaste que se tiene al dejar el RIL por mucho tiempo con características tanto ácidas o básicas. Tratamientos secundarios: Estos tratamientos consisten en tratar químicamente el RIL de manera de reducir la cantidad de sustancias tóxicas o de materia biodegradable presentes en el RIL y que no fueron retiradas por los procesos anteriores (tratamientos primarios).
Alternativas de Tratamiento. Investigar sobre los actuales métodos de tratamiento de RILes vitivinícolas con la finalidad de interiorizarnos con la tecnología disponible en la actualidad. Analizar y cuantificar los costos asociados a la inversión y operación del sistema de tratamiento de RILes vitivinícolas elegido para verificar la factibilidad económica del proyecto.
Objetivos Objetivo General Analizar las diferentes opciones de sistemas tratamiento de RILes en industrias vitivinícolas y diseñar el sistema de tratamiento de RILes más adecuado para descontaminar un caudal de 150 [m3/día].
Objetivos Transversales Desarrollo organización. colaboración y trabajo en equipo.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Investigar sobre normativa y legislación ambiental nacional e internacional atingente a la producción vitivinícola y el tratamiento de RILes vitivinícolas para establecer los límites del proyecto. Desarrollo de discusión y debate grupal en toma de decisiones.
Objetivos Específicos Analizar el mercado nacional e internacional de la industria vitivinícola para interiorizarnos con el desarrollo actual de esta.
con un promedio.000 [mg/L].
La composición de los RILes sin tratar considera una alta carga de materia orgánica (DBO5. y compuestos orgánicos con alto contenido de nitrógeno. La experiencia internacional demuestra.000 y 3. derivada del contenido de azucares. de entre 2. se presenta una fuerte estacionalidad en la producción y por ende en la generación del RIL. provenientes de pérdidas de producto. Alternativas de Tratamiento. mosto y orujo.8 [L] de RIL por litro de vino producido. ácidos. Lavado de filtros.
Los RILes de la agroindustria vitivinícola están caracterizados principalmente por su contaminación orgánica. que se puede bajar la carga especifica en un 95 %. esta puede aumentar por un factor de 3 a 5 durante la vendimia con respecto al resto de año.
El consumo de agua y en consecuencia la generación de RIL en la industria vitivinícola varía entre 2. Aguas de lavado de la embotelladora. La generación del RIL se concentra principalmente en la época de vendimia con importantes concentraciones de materia orgánica. llegando hasta sobre 6. fructosas. Molienda de cepas blancas Descube y lavado de cubas y barricas Operación de filtración Pérdidas de producto. alcohol. Lavado de barricas. Contaminantes principales presentes en el RIL. área de embotellado y equipos. Además. empleando medidas de producción limpia y retención sobre todo en los procesos de lavado.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.9 y 4. Aseo general de la bodega. ya que la mayor cantidad de RILes se generan en las distintas actividades de lavado como: • • • • • • Aguas de lavado de la despalilladora y prensa (solo durante la vendimia). Lavado de cubas.000 12 . empleo de detergente y agente salitizantes Prácticamente en todos procesos productivos
Tabla 1. Contaminante Escobajo Orujos Parámetro Sólidos sedimentables Sólidos sedimentables Sólidos suspendidos Demanda Bioquímica de Oxígeno Sólidos sedimentables Sólidos suspendidos Demanda Bioquímica de Oxígeno pH Sólidos sedimentables Sólido suspendidos pH Sólidos sedimentables Sólidos suspendidos Demanda Bioquímica de Oxígeno Origen Molienda Descube y prensado después de fermentación de vino tinto.
ubicada en la provincia de Colchagua. en esta planta se realizara el tratamiento del RIL para luego ser utilizado como agua de regadío dentro de la misma viña. − − − − − Recepción y despalillado 4.0 m3/ 10. específicamente vino tinto.333 y la guía SAG.000 L vino. Hay que considerar además el almacenamiento del efluente en embalse durante periodos sin posibilidad de riego. donde se recibe y procesa la uva para la elaboración de vinos.0 m3/ 10. Almacenamiento y embotellado 20.000 L vino. Las diferentes actividades generan los siguientes m3 de RIL. lo cual genera 150 [m3/día] de RIL promedio lo que al año será 9000 [m3/año]. Caracterización del RIL vitivinícola viña Los Vascos. ya que se considera solo 60 días de producción al año. Segundo descube 4.0 m3/ 10.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. Manipulación de jugo 3. y en algunos casos sobre 1. A continuación se expondrá la especificación del RIL proveniente de la viña Los Vascos: Parámetro Unidad de medición Concentración en RIL DBO5 mg/l 2000 SST mg/l 650 NKT mg/l 38 pH upH 4-6
Tabla 2.000L vino. sólidos suspendidos (con un promedio de 200 a 500 [mg/L].000 L vino. La viña se caracteriza por ser estacional. donde la mayor actividad ocurre en temporada de vendimia (febrero . región del Libertador Bernardo O’Higgins.
13 . lo que puede tardar meses. por lo cual el mismo embalse debe ser aireado para evitar la generación de olores y por lo tanto puede ser utilizado para la degradación de la materia orgánica. Este proyecto se situará en la planta de tratamiento de RILes de la vitivinícola “Los Vascos”.0 m3/ 10.abril). Durante el año se procesan 6000 [ton/año] de materia prima logrando una producción de 4500 [m3/año] de vino. y disminuye en tiempo de no vendimia (mayo – enero).
El uso del RIL para el regadío debe cumplir con la NCh 1.0 m3/ 10. Primer descube 7.
[mg/L]).000 [mg/L]) y un pH normalmente ácido.000 L vino.
OHSAS 18001:2007 Seguridad y Salud Laboral.Ley Nº 18. elaboración y comercialización de alcoholes etílicos. elaboración y comercialización de alcoholes etílicos. para satisfacer las necesidades hídricas del o los cultivos. agua y energía. bebidas alcohólicas y vinagres”.Ley Nº 19. (v) reducción del impacto ambiental de los productos en su ciclo de vida. (iv) reciclaje de la máxima proporción de residuos en la planta o fuera de ella. Requisitos con orientación para su uso. además una minimización de los costos para suministro de riego y también una ayuda al medioambiente. En la actualidad el 85% de la industria vitivinícola nacional cuenta con planta de tratamiento de RILes debido a la incorporación del “acuerdo de producción limpia.Guía. industria vitivinícola” (APL. 14 . “Fija normas sobre producción. Su finalidad es tratar los residuos líquidos generados en el proceso de producción obteniendo un RIL útil para riego según Noma Chilena Nº 1333. requiere que ciertos parámetros físicos químicos estén regulados. . así como condiciones técnicas en los sistemas de riego.Nº 464. bebidas alcohólicas y vinagres”. Respecto al Marco Legal aplicable al proyecto a nivel internacional se consideran: . específicamente procedentes de la viña Los Vascos. Alternativas de Tratamiento. Marco Legal Respecto al Marco Legal aplicable al proyecto a nivel nacional se consideran: . ubicada en la VI región. . .ISO 14001:2004 Sistemas de gestión ambiental. “condiciones básicas para la aplicación de RILes de Agroindustrias en riego”. para obtener la calidad optima de agua para riego.Nº 78.300. “Aprueba ley sobre bases generales del medio ambiente”.455. industria vitivinícola) en la cual se comprometen a cumplir con 5 puntos que garanticen la preservación del medio ambiente: (i) minimización y consumo eficiente de los insumos. . implicando una solución tangible a la eliminación del RIL generado. . . (ii) minimización de uso de insumos tóxicos. A lo señalado anteriormente se debe adicionar que el uso del RIL para riego. “Zonificación vitícola y denominación de origen”. por esto resulta necesario un sistema de tratamiento de RILes.Norma Chilena Nº 1333.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. “Reglamenta Ley Nº 18.455 que fija normas sobre producción.
El presente proyecto consiste en el análisis y el posterior diseño de un sistema de tratamiento de Residuos Líquidos Industrias (RILes) producidos por la industria vitivinícola. “Norma chilena sobre requisitos de calidad del agua para diferentes usos”. (iii) minimización del volumen y toxicidad de todas las emisiones que genere el proceso productivo.
ISO 14020. Embalsamiento. Alternativas de Tratamiento.333 Recomendados 10 200 300 410 0. entre otros.3-7. Sedimentación. Tratamiento biológico de una etapa (Lodos Activados).
Respecto a las etapas presentes se indicaran los fundamentos teóricos. A continuación se presenta un análisis comparativo entre los valores normados.
15 .ISO 14004. Parámetro Aceites y Grasas (A&G) Cloruros (Cl-) Demanda Biológica de Oxigeno (DBO5) Detergentes Fenoles Fósforos Nitrógeno Total (orgánico + inorgánico) pH Sólidos suspendidos Salinidad Sólidos disueltos totales Sulfatos Sodio (Na) Temperatura Unidad mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l upH mg/l umhos/cm mg/l mg/l % °C Valores Máximos NCH 1. ecuaciones y leyes que gobiernan cada una de ellas.
. ISO 140014. ISO 14005.5 41 4. vía riego. por la Norma Chilena Oficial NCh 1. para la disposición de RILes agroindustriales en suelos. balances de materia.0 5.333 “Requisitos de Calidad del Agua para Diferentes Usos Requisitos de Agua para Riego” y aquellos recomendados en la Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”.9 30 5.5-9.5 80 80 750-7500 2250 500-5000 1500 250 1000 <35 <35 35
Tabla 3. ISO 14023. Neutralización. Homogenización.
Marco Teórico El presente proyecto posee las siguientes etapas de tratamiento de Residuos Líquidos Industriales: Tamizado.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.5-8. Comparación Normas para la disposición de RILes en suelo vía riego.
Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. X = Concentración de microorganismos. µ = Tasa de crecimiento específico. = Masa de sólidos retenidos. µ = Tasa de crecimiento específico. µ k = Afinidad de la célula por el sustrato (constante de Monod) S = Concentración de materia orgánica en solución. En el caso del tratamiento de Lodos Activados: La teoría que gobierna esta etapa es el consumo de la materia orgánica mediante el uso de microorganismos. = Máxima tasa de crecimiento específico. La tasa de decaimiento o consumo de materia orgánica 3 está dada por la siguiente expresión: K ·X·S 1. Balance de materia global en Tamizado: Q RIL QRIL m ó Donde. k = Coeficiente de descomposición endógena. Q RIL = Caudal de Residuos Líquidos Industriales. Ingeniería de aguas residuales. ya que mediante la adición de soluciones básicas (NaOH) se busca amortizar el efecto de los compuestos ácidos en el RIL generado. Si existe el caso en que el sustrato es limitado el crecimiento bacteriano se debe regir por la ecuación de Monod 2 (1942): µ ·S µ 1. mó En el caso de la Neutralización: La teoría que gobierna esta etapa es la reacción química de neutralización ácido-base.1
Donde.4 r
. Q RIL = Caudal Residuos Líquidos Industriales.3 S k Donde. McGraw-Hill. dx/dt = Tasa de crecimiento bacteriano. La tasa de crecimiento bacteriano1 está dada por la siguiente expresión: dx dt µ·X k ·X 1. 1998
16 .2 1. y
Libro Metcalf & Eddy Inc.
En el caso del Tamizado: La teoría que gobierna esta etapa es recolectar físicamente los sólidos presentes en el RIL con la finalidad de solamente dejar en este sólidos sedimentables y sólidos suspendidos de tamaño inferior a 1 [mm]. Alternativas de Tratamiento.
X = Concentración de microorganismos. Balance materia global en el Sedimentador: Q Q RIL m Q AC m 1.6
Donde.5
Donde. mfango = Flujo de fango sedimentado. En el caso de la Sedimentación: La teoría que gobierna esta etapa es la separación de los sólidos y materia orgánica presentes luego de la aplicación de microorganismos. K = Constante de saturación. S = Concentración de materia orgánica en solución. C0 = Concentración de materia orgánica en todo el estanque. QRIL = Flujo de Residuos Líquidos Industriales. = Flujo de fango sedimentado. Q0 = Flujo total. QAC= Flujo de agua clarificada. QU. r = Tasa de decaimiento de materia orgánica. mmicro= Flujo de microorganismos. Alternativas de Tratamiento. QAC = Flujo de agua clarificada. 17 . Balance materia del sólido suspendido en el Sedimentador: Q ·C Q U · CU QAC · CAC 1. Q0 = Flujo total. CU = Concentración de materia orgánica en fango.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. CAC = Concentración de atería orgánica en agua clarificada.
799 0.
Desarrollo Capítulo 1: Análisis de Mercado4
Chile es el séptimo mayor productor de vino en el mundo. Brasil (5%) y Dinamarca (4%).279 10.10 16. A continuación se presentan el detalle de las exportaciones de chile en el 2010 y su variación con respecto al año 2009.276.90 -3. Sauvignon Blanc (151 millones).73 CHAMPAGNE 3.50
Tabla 4.90 35. ENERO 2010 .com
18 .89 ESPUMOSOS y OTROS 2. % % % 11.774 1.80 46.00 -1. tanto del vino embasado como el granel se puede apreciar una disminución en la exportación.552. y los principales productos exportados fueron vino tinto mezclas (282 millones de dólares). tanto en volumen como en valor.90 5. Exportaciones vino Chile 2010. Francia. Canadá (6%). (Miles) (Miles) US$/LTRS PRODUCTO EMBOTELLADO 425.000 millones de litros de vino al año y las mayores productoras de este se localizan en las regiones séptima.754 201.DICIEMBRE 2010 LITROS US$ PRECIO PR.995 3.
Al observar la variación porcentual del 2010 con respecto al 2009.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Reino Unido (15%).71 733.340 12.70 36. lo que se debe al gran dinamismo del sector vitivinícola en 2010. Alternativas de Tratamiento.90 17. Cabernet Sauvignon (276 millones). Holanda (5%).12 TOTAL VARIACIÓN % 2009/2010 LITROS US$ PRECIO PR.40 6.vinasdechile. y el quinto mayor en las exportaciones.014 2.5% en 2010 con respecto al año anterior. España y Australia. (Oficina de Estudios y Políticas Agrarias). Las exportaciones de vino crecieron 11. Donde los principales países de destino fueron Estados Unidos (16%).848 3 ENVASADO 27.70 12. Chardonnay (108 millones) y Carménère (74 millones). Alemania (5%). con envíos que alcanzaron a 1.20 12. Actualmente en Chile se producen aproximadamente 1.83 GRANEL 274. sexta y metropolitana. En los últimos años las exportaciones de vinos y alcoholes han ido creciendo sostenidamente en el tiempo. sin embargo la industria del vino a seguido creciendo durante el 2011 (aunque aún no se tiene la estadística exacta dado que es un año en desarrollo) Detalle de exportación por países de destino de vino embotellado (dado que es lo que más se exporta):
http://www. China (5%).552 millones de dólares. Japón (5%).60 15.70 -1.253 1.727 4.30 -4. esto se debe al terremoto ocurrido el 2010. Merlot (110 millones).60 71.106 49.645 1. Se encuentra justo detrás de países extra-regionales como Italia.10 1.80 -0.
215 5 27.32 33. CIO (Miles) (Miles s) US$/ /CAJA 10.570 208.308 1.84 47.71 7.498 878.23 13.482 41.54 1.747 73.18 2.455 46.13 33 20.848 26.444 42.7%
EM MBOTELLADO 82. Alter rnativas de T Tratamiento.569 9 26.05 1.92 2.
EXPORTA ACIONES DE V VINO TOTALE POR ES PRODU UCTO ENE ERO 2010 .
PAISES S REINO UNIDO ES STADOS UN NIDOS CANADA A HOLAND DA BRASIL L JAPON DINAMARCA IRLANDA A ALEMANIA CHINA Subtotal RESTO O TOTAL L O BRE 2010 ENERO .53 39 26.Trata amiento de R RILes en Indu ustrias Vitivin nícolas.99
Tabla 5.2% GRANEL 13.930 0 38.401 62.344 4 31. Exportaci iones vino em mbotallado C Chile 2010.293 213.810 398.DICIEMB CAJAS (9 LT C T) US$ PREC PR.85 1.57 2.0% CHAMPAGNE 0.3%
Total Valor Exportaciones = US$ 1.552 millones
Gráfico 1. Export taciones vino por valor C o Chile 2010.8% ESPUMOSOS y OTROS 0.81 1.377 7 30.
19 .92 2.276.DICIEMBRE 201 10 or) (Valo
ENVASAD DO 3.30 09 28.727 70.935 5 26.233 37.69 90 27.146 81.694 4 25.652 2 29.
EXPORTACIONES DE VIN EMBOTELLADO 10 NO PRINCIPALES PAISES S ENERO 2010 .
EXPORTACIO ONES DE VIN EMBOTELL NO LADO 10 PRINCIPALES PAISES P S ENER 2010 .8%
CANADA 6.5% HOLANDA 5.
EXPORTAC CIONES DE V VINO TOTALES POR PRODUC CTO ENERO 2010 . 20 .7% 3
EMBOTELLAD O 58.6 RESTO 29.1% 3.DIC CIEMBRE 2010 (Volum men)
GRANEL 37.6% RESTO 31.8 millones r
G Gráfico 4.8%
Total Volumen Exportaciones = 47.DIC RO CIEMBRE 2010 0 (Valor)
RLANDA ALEMANIA C CHINA DINAMARCA IR 2.5% ESPUMOSOS y S OTROS 0.1% CHINA 6% 2.3 millon de cajas nes
Gráfico 3.8% 5.5% IRLANDA ANIA JAPON DINAMARCA ALEMA % 3.9% BRASIL 5.1% 3.276. E Exportacione vino embo es otellado por v valor Chile 20 010. Exporta co aciones vino por volumen Chile 2010.9% 2 3.2%
JAPON 4.Trata amiento de R RILes en Indu ustrias Vitivin nícolas.3 millones de litros s
Gráfic 2.5%
ENV VASADO 3.2% 3.1%
Total Volumen E T Exportaciones = 733.3% % REINO UNIDO 16.0% %
REINO UNIDO 21.3% CHAMPAGNE 0.8% CANADA 4.3% 3.4% ESTAD DOS UNIDO OS 16.7%
Total Valor Exportaciones = US$ 1. Ex xportaciones vino embote ellado por volumen Chile 2010.2%
ESTADO OS UNIDO OS 16.DIC CIEMBRE 2010 (Volum men)
HOLANDA BRASIL 5. Alter rnativas de T Tratamiento.1% 5.
ed (2006). El proceso de producción de vinos comienza con la selección de las uvas y termina con el embotellado. Oxford University Press. Capacidad Trabajo: 5-8 [Ton/h] Potencia: 1. tallos y otros elementos indeseables. Los procesos automatizados usan sensores ópticos que. y se especifican además los equipos involucrados. Catálogo Collopack Grape & Wine Processing Equipment (www. Despalillado: Proceso mecánico que separa el raquis de las bayas.
J.ª edición).. Si la uva no cumple con los requisitos. sus capacidades y consumo de electricidad. tamaño. etc.1 [kW]
Figura 2. identifican por sectores en una correa transportadora cual uva cumple con los estándares.
Capítulo 2: Descripción del Proceso
Proceso Productivo: Elaboración de Vinos 5. El sensor óptico también descarta hojas. se detallan cada una de las etapas para producir vino tinto. ya sea de forma.. acidez. análisis azúcar. color. es decir.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento. se separa la uva de los tallos y hojas. Las pérdidas en estos equipos son menores al 1%.collopack. Selección: La selección de la uva que va al proceso se hace con diversos equipos y también de modo manual en viñas pequeñas. Uva aprobada (izq. por ejemplo. Robinson. origen y Kg. The Oxford Companion to Wine (3. Capacidad Trabajo: 6-8 [Ton/h] Potencia: 1 [kW]
Figura 1.) y uva descartada (der.
21 . pH. A continuación. Despalilladora/Maceradora 6.)
Recepción de Uva: Control de ingreso uva al pozo de vendimia. Esta operación se realiza en un equipo llamado despalillador. alcohol probable.com). se descarta al final de la correa transportadora usando un chorro de vapor que desvía la uva defectuosa.
membrana cerrada y canasta. En este proceso se aprietan ligeramente las uvas. liberando el contenido de la uva. Todas aplican el mismo principio de usar una presión controlada para evitar quebrar las semillas. Descube: Separación del mosto fermentado (vino) de sus orujos (pieles y pepitas). El producto sólido (materia prima) posee una serie de compuestos solubles en el líquido extractante que son los que se pretende extraer. Esto se realiza por bombeo. Esta operación se realizaba tradicionalmente usando los pies durante la fiesta de la vendimia. Esta fermentación se realiza por 1 o 2 semanas. generalmente. Remontaje: Bombeo del mosto PRE fermentativo o en fermentación en donde se extrae por alguna de las válvulas de la base de la cuba y se reingresa por el portalón superior. por lo cual el costo de esta operación es nulo. Prensado de Orujo: Los orujos del descube se introducen en la prensa neumática en donde se extrae el vino de aún se encuentra en ellos. La selección de una prensa u otra depende principalmente de la capacidad que se quiera procesar. se limpia y se vuelve a cargar. sin embargo está produce un vino de baja calidad. en virtud de que el jugo contenido en el orujo representa en el 15.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Tiempo operación: 3-6 [horas] 22 . Se decidió usar un equipo de membrana cerrada en virtud de su mayor capacidad.
Maceración PRE fermentativa: Maceración del mosto (pulpa) con los orujos (residuo de pieles y pepitas) a baja temperatura antes de adicionar levaduras y alcanzar la temperatura de fermentación. Existe un cuarto tipo de prensa. actualmente esta operación ocurre en una máquina. Las prensas de membrana abierta o cerrada consisten básicamente en un rodillo horizontal que prensa y está ubicado sobre una correa transportadora. Sin embargo. un cilindro que ejerce presión como un pistón. usando la levadura presente en las uvas de forma natural (puede verse como polvo en las uvas). y más específicamente. que opera de forma continua. Separación de Claros: Proceso en el cual se precipitan las partículas en suspensión y se obtiene mosto limpio. luego se prensa obteniéndose producto de manera continua. Alternativas de Tratamiento. Existen 3 tipos principales de prensas: membrana abierta. La presión aplicada es de 2 [bar]. El prensado es opcional. el sabor del vino. La maceración es un proceso de extracción sólido-líquido. Inoculación: Adición de levaduras para iniciar la fermentación. Fermentación: Proceso en donde la levadura transforma el azúcar en alcohol y dióxido de carbono. con lo cual se rompe la piel de estas. la misma que se usa para despalillar. Se realiza muchas veces para cumplir con las exigencias de producción.30% del volumen de la uva. que son sustancias que afectan las propiedades organolépticas. sobre esta. llamada tornillo continuo. Cada una de estas prensan operan en forma discontinua: Se carga. las cuales liberan taninos. Esta operación ocurre en un estanque sedimentador. movilizando el vino de un estanque a otro y recuperando el orujo para extraer más vino. La prensa de canasta es básicamente un recipiente lleno de uvas maceradas u orujos y.
Esta etapa es optativa. por lo cual es posible observar cristales blancos en botellas de vino almacenadas en frío por mucho tiempo.). Almacenamiento en Barriles: Traspaso del vino ya fermentado a la guarda en barriles 12 o 18 meses según su calidad.vinquip.1-1. El vino siempre retiene un poco de este compuesto. Es común que el vino se almacene en barriles hechos de roble.co. El vino clarificado se puede continuar procesando. Estabilización: Proceso en donde se pueden adicionar productos enológicos o simplemente aplicar frio para precipitar sales o proteínas evitando que precipite en la botella una vez envasado. Estabilización Fría: Este proceso reduce los cristales tártaros (sales de ácido tártricos) presentes en el vino.). el cual transfiere parte de sus aromas al vino.
Capacidad: 2-75 [ton] Potencia: 1. (www. Membrana abierta (izq. Clarificación y reproceso: El producto proveniente de los barriles se deja sedimentar. Esta operación puede realizarse en un estanque sedimentador.A. Membrana abierta (izq.za)
23 . El vino se deja reposar durante 1 o 2 semanas a temperaturas cercanas a la congelación del agua. Alternativas de Tratamiento.
Figura 3. Esta etapa tiene como finalidad la conservación del producto sin deterioro.)7.). Sulfitado: Adición de SO2.
7 Vinquip S. Fermentación malo láctica: Inoculación de bacterias lácticas que transforman el acido málico en ácido láctico.5 [kW/ton] La figura 3 muestra cada una de estas prensas. Mezcla de Productos: Mezcla de vinos provenientes de los distintos lugares de la viña de manera de obtener las características organolépticas deseadas según la categoría del vino. mientras que el fondo se recircula. Membrana cerrada (centro) y canasta (der. Membrana cerrada (centro) y canasta (der.
Finalmente el vino se traspasa a otros estanques.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Este proceso reduce el pH del vino y suaviza su sabor.
Alternativas de Tratamiento. Embotellado: El vino se traspasa a botellas. Proceso de producción vino tinto. la clarificación y reducción de microorganismos que puedan continuar la fermentación o degradar el producto.
Diagrama 1. luego estas se guardan en cajas quedando el vino listo para su comercialización.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. La filtración tiene dos objetivos. El producto de esta etapa es el vino.
Filtración por Tierra: Filtración para eliminar partículas en suspensión propias de la uva y del proceso de la vinificación.
Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”
25 . Tipo de tratamiento SS N FL FC FS FSD LA UASB LE
Descripción Separación de sólidos o cribado Neutralización Flotación Coagulación. Eficiencias por equipo para el tratamiento requerido en RILes del sector vitivinícola 9. En términos generales. dependiendo de las características (cantidad y calidad) de los componentes que deben ser abatidos. Tratamiento mínimos requeridos para RILes del sector vitivinícola 8.Floculación Sedimentación Física Sedimentación física con desengrasadota Lodos activados Reactor anaeróbico Lagunas de estabilización
DBO5 (mg/l) 30-40% 70-95% 75-85% 25-70% 60-80% 88-98% 70-90% 86-95%
SS (mg/l) 30-40% 85-95% 85-95% 50-70% 65-85% 85-95% 80-90% 92-98%
A&G (mg/l) 20-30% 85-95% 75-85% 25-40% 100% 85-95% 0% 10-20%
pH 100% -
Además se presentan las eficiencias por equipo de los sistemas de tratamiento evaluados. las cuales determinan en su conjunto el tratamiento mínimo requerido para efectos de obtener un RIL efluente con la calidad propuesta.5. Alternativas de Tratamiento. normalmente se recurre a Tratamiento Primario. permiten obtener altos niveles de eficiencia en el abatimiento de los contaminantes.
Proceso de tratamiento: Tratamiento de RILes La literatura señala un amplio número de técnicas para el tratamiento de los RILes. con indicación de la eficiencia de abatimiento esperada para los principales contaminantes presentes en los RILes agroindustriales. Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego” Tabla 2. Secundario y Terciario.
Anexo E. Mínimo Carga Baja SS-N-LA Carga Media 1 SS-N-FS-LA Carga Media 2 SS-N-FS-LE Carga Máxima 1 SS-N-UASB-LA Carga Máxima 2 SS-N-UASB-LE
DBO min máx 92% 99% 94% 93% 97% 97% 100% 99% 100% 100%
NTK min máx 41% 71% 41% 61% 46% 65% 71% 77% 78% 83%
pH 100% 100% 100% 100% 100%
Tabla 6. las cuales en forma combinada.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. A continuación se modelan diferentes sistemas de abatimiento para diferentes cargas de RIL afluente. Carga Contaminante SST A&G min máx min máx 90% 97% 88% 93% 95% 97% 98% 90% 99% 100% 100% 100% 91% 46% 88% 28% 95% 57% 93% 36%
Considerando las eficiencias dadas en la tabla 7 para los tipos de tratamientos. dependiendo su eficiencia de operación.
DBO5: 2000 [mg/l] SS: 650 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] pH: 4
DBO5: 1300 [mg/l] SS: 422. es posible realizar un balance de masa en el equipo. A continuación se describe la configuración a utilizar en el tratamiento del RIL crudo con el objetivo de cumplir con las recomendaciones de la Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”. 26 . Neutralización: Tratamiento químico que está destinado a llevar el pH del RIL próximo a la neutralidad. correspondiente a una carga de contaminantes baja. Separación de sólidos: El tratamiento tiene como objetivo el proteger la instalación de la llegada de objetos capaces de producir obstrucciones en todas las etapas del proceso.5 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] pH: 4
DBO5: 700 [mg/l] SS: 227.30 a 0.50 mm aproximadamente. construida de acero inoxidable. El tamaño de estanque será definido según las variaciones punta del RIL de ingreso en vendimia. 5 [mg/l] NTK: 0 [mg/l] pH: 4
Diagrama 2.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. a. del tamiz utilizado.
El RIL crudo generado en la producción de la viña Los Vascos posee una caracterización dada por la tabla 2. Se establecerá un sistema de regulación de pH y homogenización. Para el tratamiento primario del RIL se ha propuesto trabajar con un sistema de molineta rotatoria. Balance de masa molineta rotatoria. que permitiría una homogenización y una neutralización del RIL previo a la etapa del tratamiento biológico.
b. donde se considera una retención de mínimo en turno de 8 horas. Según lo expuesto en la tabla 6 el tratamiento mínimo del RIL debe seguir una configuración de tratamiento primario compuesta por la separación de sólidos y neutralización. que permite capturar los sólidos entre un rango de 0. carbonato de sodio o leche de cal. Alternativas de Tratamiento. este sistema incorporaría un estanque o piscina. en dicho estanque se instalarían los equipos de control y la adición de un álcali. Tratamiento Primario. por lo que se establecerá construir una piscina para albergar 50 m3. mientras que el tratamiento secundario corresponde a sistema de lodos activados. la que puede ser una solución de soda cáustica.
Finalmente se considerará en la configuración del tratamiento la incorporación de un estanque de almacenamiento de todos los lodos recuperados del proceso. El sistema contempla un bioreactor de 6000 l de capacidad. Operacionalmente el bioreactor estará conectado con la laguna de aireación y. permitiendo una rebaja considerable. está constituido de polietileno de alta densidad. El lodo está compuesto por una población de microorganismos heterogénea. aproximadamente. seguido de una sedimentación.
DBO5: 1300 [mg/l] SS: 422.5
Diagrama 4. lodos activados.
Tratamiento Secundario.000 mg/l.28 [mg/l] pH: 7. DBO5: 1300 [mg/l] SS: 422.
Ficha Técnica de Microorganismos al final del capítulo.
27 . mediante una bomba dosificadora. para ello los lodos se succionaran mediante una bomba tipo voltex. los cuales ingresara por la tranquilizador central del esperador y las aguas contenidas regresaran a las lagunas por un sistema de rebosadero y retorno. en que es utilizado un cultivo bacteriano disperso en flóculos (lodos activos) en un depósito agitado y aireado.25 [mg/l] NTK: 16.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. lo cual permitiría la inoculación de una carga de bacterias y bioenzimas (*).5 DBO5: 91 [mg/l] SS: 42. de los parámetros de DBO5 y sólidos suspendidos disueltos. el que es alimentado con el RIL que se requiere tratar.5 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] pH: 7. que proviene esencialmente de la laguna de aireación y sedimentación.5 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] pH: 7. o bien después de un tratamiento anaeróbico para concentraciones mayores de DBO5. Balance de masa tratamiento secundario. Lodos Activados: La propuesta consiste en un tratamiento aeróbico.5
DBO5: 1209 [mg/l] SS: 380. Balance de masa etapa de neutralización. la que cambia continuamente en función de la composición del RIL.72 [mg/l] pH: 7. y su función es la creación y generación de bacterias para degradar la materia orgánica. lo que permitiría garantizar el resultado final del agua tratada. 25 [mg/l] NTK: 21. Alternativas de Tratamiento.5
Diagrama 3. al bioreactor se insufla oxigeno proveniente del aire ambiental. La aplicación de este tratamiento puede ser utilizado para concentraciones de DBO5 de hasta 12.5 [mg/l] NTK: 38 [mg/l] pH: 4
Neutralización DBO5: 1300 [mg/l] SS: 422.
Definidas las variables del RIL a tratar (volumen. registrados en la zona de Peralillo. En la Diagrama 5 se presenta el esquema general. distribución y calidad) y los tratamientos de abatimiento de contaminantes para cumplir los requisitos establecidos. donde se indican cada una de las variables influyentes y en qué etapa del proceso intervienen.
Diagrama 5. con respecto a los parámetros que definen la demanda hídrica de un cultivo. Se presenta la metodología considerada en la Guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego”.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.
28 . Esquematización de la guía de uso de agua de RILes en riego agrícola. se procede a realizar el balance hídrico. Alternativas de Tratamiento. para la caracterización de los parámetros que definen la oferta hídrica de calidad proveniente del sector productor de vinos. para diferentes condiciones geográficas.
Caracterización agroclimática. En la Tabla 8 se presentan los datos climáticos necesarios.
Regiones VI y VI”. Este parámetro no se obtiene directamente de las estaciones meteorológicas.1 103. Para el cálculo de la precipitación efectiva.7)
“Atlas Agroclimático de Chile. antecedentes que se resumen en la Tabla 9.6 6.6 5.1 57. (1.9 35.7 9.8 35. El cálculo se realiza a partir de la precipitación real mensual expresada por la siguiente ecuación: Y= -0.3 16. expresada en mm Tasa de riego. ya que se obtiene a través de la diferencia entre la Evapotranspiración de cultivo (ETc) y el aporte de la precipitación.3 27.8
ETo (mm/mes)10 182 171.8 1237. se emplean diversos criterios.3 75. Alternativas de Tratamiento. Tanto en la macrozona I. se procede a determinar la tasa de riego neta. Tasa de Riego: Con los antecedentes de evapotranspiración y los Kc mensuales reconocidos para la especie Vid vinífera. a.1990.9 24.9 0 0 0 0 266.7 62.2 141. como la II se recomienda proceder al cálculo de la precipitación efectiva según el método propuesto por Blaney y Criddle. Fernando Santibáñez.4 72.8 61.5
Tabla 8. por lo que es necesario realizar un cálculo teórico.7 65. particularmente.1415 x Donde.3 142.
29 .0032 x2+1. Superficie de Cultivo y Capacidad de Embalsamiento.5 170.8 399.6 101. Presentación de los Registros de Precipitación y Evaporación Potencial de la Zona de Peralillo. cuya aplicabilidad se ajusta especialmente a zonas áridas y semiáridas. expresada en mm X = Precipitación Real Mensual.3 74.
La demanda hídrica neta depende del cultivo establecido.1 22.6 87. de la precipitación efectiva.2
Precipitación efectiva (mm/mes) 0 0 0 0 67.
Precipitación (mm/mes)10 5.3 66.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Y = Precipitación Efectiva Mensual.7 9.
18 0 0 0 0 0 0.35 0. determina una necesidad de superficie equivalente a 0.83 92. se evalúa el requerimiento de embalsamiento para los meses en que la oferta excede a la demanda.2 141.8 35.23 404.54
ETo (mm/mes) 182 171.34
Tasa de Riego (m3/mes/ha) 1404 587 367 0 0 0 0 0 326 663 1112 1318 5776
Tabla 9.7 62.776 m3/año/ha).6 101. Cálculo de Demanda Hídrica y Tasa de Riego Unitaria para Vid Vinífera. establecido que la demanda es efectiva desde septiembre a abril (8 meses) para una oferta continua. 1976.
c.44 77.78 ha.
ETc (mm/mes) 98. ETo: Evapotranspiración potencial Kc: coeficiente de cultivo ETc: Evapotranspiración efectiva
La Tasa de Riego considera una eficiencia de aplicación de un 70%. lo que divido por la demanda unitaria (5.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.67 0 0 0 0 0 22.28 41. Superficie requerida: El volumen de RIL disponible es de 4500 m3/año.54 0.9 24. Capacidad de embalsamiento: Reconocidos los antecedentes de oferta y demanda hídrica y. en la Macrozona Centro.55 0.45 0. Caudal RIL tratado (m3/mes) Tasa de Riego (m3/mes) 1095 458 286 0 0 0 0 Uso de RIL Demanda de Embalsamiento Embalsado embalse acumulado (m3/mes) (m3/mes) (m3) 1095 0 458 0 286 0 0 1500 1500 0 1500 3000 0 1500 4500 0 0
Kc de la vid se obtuvo de Doorenbos and Pruitt.3 142.1 103.7 65. variedad Tinta.
30 . Alternativas de Tratamiento.11 25.5 170.79 46.24 0.9 35.8 1237. estimada para un riego por surcos con sistema de recirculación.
Kc 11 0.
31 . . Este podría tener las siguientes dimensiones. se debe incrementar este volumen en un 20% (a 5400 m3).4 m y ancho 40. Código: BCP56. Distintas dosis.
0 254 517 867 1028 4500
0 0 0 0 0 4500
Tabla 10. para dar un margen de seguridad a la operación. Cálculo de Uso y Requerimiento de Embalse.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.
Catálogo Bionetix International. Como se mencionó anteriormente.Plantas de tratamientos. profundidad 3. Controla los organismos filamentosos. representada en Chile por Biomax S.
Beneficios: Ayuda a la partida de nuevas plantas de tratamiento. Descripción: Microorganismos utilizados para el tratamiento biológico de desechos líquido de frutas.Filtros activados. Alternativas de Tratamiento. vegetales y vinos.
El volumen máximo de acumulación de agua que debe ser almacenada en un tranque de acumulación.1 m. Ficha Técnica 12 Producto: Tratamiento para la Bio Masa de vinos.A. vinos y vegetales. Reduce olores y la espuma. Sistemas de lagunas. Reduce la generación de grasas. Atributos: BCP56. Incrementa la eficiencia del tratamiento de los desechos líquidos. según aplicación: . cantidad que determina el tamaño de diseño del mismo. Es utilizado en el proceso de producción de frutas. entrega gran resistencia a los inhibidores orgánicos en frutas. Mejora la calidad del efluente. largo 43. vegetales y vinos.3 m.
Proceso de tratamiento de RILes industria vitivinícola.
Diagrama 6.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Alternativas de Tratamiento.
El proveedor de los equipos es la empresa “Collopack”. especificamos el tiempo de operación. en consecuencia. con los tiempos muertos. que operan de modo discontinuo. Se deduce a partir de estos resultados y la capacidad de los equipos. 33 . Se calcula que cada día se procesan. se trabajará con 2 turnos de 8 horas. limpieza y mantenciones.5 13. descarga. es decir.000 [ton/año] de uva y 60 días de producción. Se asignará un presupuesto para limpieza y mantenciones de $ 1. con lo cual se cumple con la producción y a su vez.1 1. 100 ton/día Tiempo operación 8 ton/h Tiempo operación 12.5 1560 4800 Total
Costo [$/año] 112500 123750 93600 288000 617.4 32
Costo [$/día] 1875 2062. el costo de operación por año es de $ 617. es importante destacar la capacidad de los equipos de selección y despalillado que es de hasta 8 [ton/h]. En base a esta característica. mientras que las bombas y las prensas trabajarían sólo 8 horas a su capacidad total.5 h/día
De este resultado se concluye que durante la vendimia.75 10. Costos de operación proceso de producción. que son la carga.
Capítulo 3: Estimación de Costos de Inversión y Operación
Costos de operación y Mantención en Proceso de Producción Los principales costos de operación son los asociados a la operación de las máquinas de proceso.
Los resultados de consumo presentados se derivan de la producción y la capacidad de procesamiento de los equipos individuales.850. De la tabla presentada. En su sitio web se puede encontrar información más detallada. Por lo tanto.000.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. asociado al tiempo de vendimia.5 Bombeo 18
Potencia [kW] 1 1. usando sólo una de estas máquinas.5 horas.3 4
Consumo [kWh] 12. Alternativas de Tratamiento.850
Tabla 11. Se consideró una capacidad de procesamiento de 6.000. 100 [ton/día]. principalmente el consumo de electricidad de los equipos. Costos operación Equipo
Capacidad [ton/h] Selección 8 Despalillado/Macerado 8 Prensado orujo 12. Se presenta una tabla con el detalle de los equipos y su consumo de electricidad. especialmente de las prensas. Otros costos relevantes son los de limpieza y mantenciones de rutina. que el equipo seleccionador de uva y el despalillador operan por 12.
potencia de aireación 2x 5.
Costos de operación y Mantención en Proceso de Tratamiento.
c. al bioreactor se insufla oxigeno proveniente del aire ambiental. Equipos de aireación 13: Los flotantes anclados con cables de acero a las orillas de la laguna.5 HP. lo cual permitiría la inoculación de una carga de bacterias y bioenzimas. Al fondo laguna de sedimentación.225.
d. Alternativas de Tratamiento. U.000 US$/m3. Bioreactor
Catálogo Sacaf Ingeniería Agroindustrial (www. El proceso de abatimiento de lodos anteriormente propuesto contempla los siguientes equipos.cl)
34 . Los costos de inversión son aproximadamente $7.000. Molineta rotatoria 13: La inversión es de US$ 10. Lodos Activados 14: La inversión por carga orgánica de diseño es de 95 a 1250 US$/ Kg DBO5.sacaf. Por volumen de RIL de diseño es de 440 a 5.000 a 20. Molineta Separador de Sólidos.5 KW y una tasa de adición de oxigeno a la laguna de 13 Kg/h. mediante una bomba dosificadora. a. lavado y compactado incorporado.Los costo de operación por carga orgánica eliminada es de 30 a 400 $/ kg de DBO5. : Operacionalmente el bioreactor está conectado con la laguna de aireación y.
b.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Lagunas de aireación con sistema de aireación. Electrical 7.000 para flujos de 5 a 25 L/s con sistema de transporte.
Figura 4.S.
los cuales ingresara por el tranquilizador central del esperador Con la instalación y funcionamiento del esperador se regularan y eliminaran los lodos exceso y se mantendrá el equilibrio biológico del sistema.
Equipo 15 Bomba VOGT A901 DMS/150 Bomba VOGT A751 FMS/150 Bomba Fligt Bomba dosificador Pedrolio Bomba VOGT A751 FMS/150
Potencia [kW] 5. (www.059.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas.
e.000. Alternativas de Tratamiento.180.9
Costo [$/año] 993. es un estanque de almacenamiento de todos los lodos recuperados del proceso y que proviene esencialmente de la laguna de aireación y sedimentación.
Catálogo Wetland Tecnología Ambiental (www.300 8100 728.9 0. Los costos de inversión son aproximadamente $13.100 1. Espesador de Lodos 14: La incorporación esperadora de lodos.5 4 5.
Figura 6. para ello los lodos se succionaran mediante una bomba tipo voltex. Espesador de Lodos.cl)
35 .600 728.5
Consumo diario [kW] 110.4 80.7 0.9 117. Sistema de bombas del proceso.4 5. Estanque bioreactor.cl) Catálogo VOGT Líderes en la Impulsión de Fluidos.vogt.9 80.100
Tabla 12.wetland.
Ministerio Secretaria General de la Presidencia 16.leychile. . Ministerio de Agricultura 19. normas de producción de diversos alcoholes. compara la normativa nacional frente a la internacional y muestra diversas alternativas de tratamiento de RIL.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. elaboración y comercialización de alcoholes etílicos. clasifica el agua de riego por calidad. . “condiciones básicas para la aplicación de RILes de Agroindustrias en riego”. Ministerio de Obras Publicas 20.Ley Nº 19. “Reglamenta Ley Nº 18.Decreto Nº 78. concentraciones máximas permitidas de contaminantes.
Capítulo 4: Impacto Ambiental del Proyecto
Marco legal nacional de normativa ambiental atingente al proyecto. Además anexa Decreto Nº 78 y Decreto Nº 464. . El presente decreto reglamenta y complementa la Ley 18. clasificación de vino según cepa utilizada y se refiere a la creación de una comisión asesora del Servicio Agrícola y ganadero.cl) Documento página oficial Servicio Agrícola y ganadero (www. Ministerio de Agricultura 17. Ministerio de Agricultura 18. elaboración y comercialización de alcoholes etílicos. “Norma chilena sobre requisitos de calidad del agua para diferentes usos”. Las principales normativas ambientales que rigen el presente proyecto a nivel nacional son las siguientes: . comercialización. Se presentan disposiciones generales e instrumentos de gestión ambiental. Ministerio de Agricultura 21. bebidas alcohólicas y vinagres”.
. . “Aprueba ley sobre bases generales del medio ambiente”. Finalmente se refiere a la creación del Ministerio de Medio Ambiente. sanciones productivas y administrativas.300.Decreto Nº 464.sag. además se establece la responsabilidad de daño ambiental y su respectiva fiscalización. Alternativas de Tratamiento. bebidas alcohólicas y vinagres”.455 que fija normas sobre producción. .455.Guía. . Se establecen regiones vitivinícolas del país. . “Zonificación vitícola y denominación de origen”. Se presentan disposiciones generales. Se presenta la caracterización de contaminantes de diversos RILes de industrias agropecuarias. Marco legal internacional de normativa ambiental atingente al proyecto.Norma Chilena Nº 1333.cl)
36 .455. Se establecen requisitos de calidad de agua de acuerdo a su uso. y Documentos Biblioteca del Congreso Nacional de Chile online (www.Ley Nº 18. “Fija normas sobre producción.
Valle de Colchagua. ISO 14020. Requisitos con orientación para su uso22. preparación y respuesta ante emergencias y además establece un control de funcionamiento del proyecto lo que con lleva a un mejor rendimiento. entre otros. región(es) y coordenadas geográficas indicando la referencia utilizada). mediante revisiones periódicas. Análisis de Pertinencia para ingreso al Sistema de Evaluación Ambiental (SEA) 25.ISO 14001:2004 Sistemas de gestión ambiental.cl)
. evaluación y control de riesgos. industrial. Considera planificación.
Lugar donde se ejecutará el proyecto o actividad (comuna(s). lograr objetivos de mejora. entre otros 24. Los antecedentes que deben ser presentados para evaluar el ingreso al SEA son los siguientes:
Descripción del proyecto o actividad. Busca reducir el impacto ambiental del proyecto sin ver perjudicada su rentabilidad.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Provincia de Colchagua.OHSAS 18001:2007 Seguridad y Salud Laboral 23.ISO 14004. Especificación de evaluación aceptada internacionalmente para sistemas de gestión de la salud y la seguridad en el trabajo. El análisis de Pertinencia para ingreso al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA) tiene como objetivo decidir si un determinado proyecto o actividad debe someterse a este sistema. VI Región del Libertador General Bernardo O'Higgins. Inicialmente analiza y comprende todas las normativas medioambientales pertinentes al proyecto para luego. ISO 14023.iso.
Planta de tratamiento de Residuos Industriales Líquidos de viña Los Vascos.sea. ISO 14005. Además otras normativas que pueden ser consideradas: .
y Documentos página oficial Organización Internacional de Estandarización (www. Norma aceptada internacionalmente que establece como implementar un sistema de gestión ambiental eficaz. indicando si pertenece al sector o rubro agrícola.
Las principales normativas ambientales que rigen el presente proyecto a nivel internacional son las siguientes: . ISO 140014. provincia(s).org) Procedimiento planteado página oficial Servicio de Evaluación Ambiental (www. . Alternativas de Tratamiento. minero.gob.
Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. 10 y 11 del Decreto Supremo Nº95. 9. El presente proyecto si entra en la categoría de proyectos o actividades susceptibles a causar impacto ambiental según la Ley Nº 19. 8. de acuerdo con las posibles tipologías aplicables del artículo 10 de la Ley Nº 19. 6. Finalmente el efluente es almacenado en estanques o un embalse aireado para su disponibilidad como agua de riego. Finalmente el proyecto es analizado mediante los artículos 5.300 en que podría ser subsumido.300 debido que coincide con la letra o) del artículo 10 de la presente Ley.
El sistema de tratamiento se compone inicialmente de filtros que retiene partículas mayores a 1[mm] para continuar con una cámara neutralizadora de pH. •
Indicar las características generales del proyecto o actividad y sus cualidades específicas. Alternativas de Tratamiento. luego continua un sistema de sedimentación para proceder a un tratamiento biológico de una etapa (Lodos Activados). resultando afecto al artículo 6 por ende se debiese realizar un Estudio de Impacto Ambiental (EIA) para su normal ejecución.
los cuales afectan al medioambiente de las siguientes formas: Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5) Aguas: Una elevada carga se traduce en el agotamiento del oxígeno disuelto en el agua. sellando e impidiendo el intercambio gaseoso suelo-atmósfera.
Otro tema a discutir es el hecho de que la Norma Chilena 1333 no es tan restrictiva como debiese ser. También permite.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. descargas de materia orgánica fresca producen una fuerte competencia entre los microorganismos del suelo con la planta. ubicada en la VI región. 39 . reduciendo o anulando la permeabilidad e infiltración del agua. ya que en la situación actual de la viña los desechos producidos por la producción de vino (RILes) son descargados directamente en el alcantarillado sin un mayor tratamiento. reduciendo el espacio poroso. produce una disminución de la transparencia así como modificaciones en el color. afectando directamente la nitrificación y el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Sólidos Suspendidos Aguas: En aguas superficiales. ya que por su intermedio se desarrollan procesos de integración estructural del particulado fino. Suelos: Las distintas partículas se depositan directamente sobre el horizonte superficial formando costras de diferente espesor. favoreciendo así las propiedades de infiltración y retención de agua. lo que impide la sobrevivencia de la flora y fauna acuática. Suelo: La presencia de materia orgánica (en estado húmico) es siempre deseable. es por esto que se ha implementado y en la actualidad se exige normar los RILes mediante el uso de la guía “Condiciones Básicas para la Aplicación de RILes de Agroindustrias en Riego” elaborada por la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. No obstante lo anterior. Alternativas de Tratamiento. la entrega de micronutrientes esenciales para las plantas. en comparación con otros países. la cual es un compendio de diversas leyes y normativas nacionales. Los RILes generados sin un tratamiento adecuado mantendrán sus concentraciones de contaminantes. Riegos: En riegos localizados (goteo o microaspersión) se produce la obstrucción de los goteros con concentraciones mayores a los 100 mg/l. Atmósfera: Su presencia en exceso condiciona reacciones anaeróbicas. a través de la degradación. afectando con ello a los organismos fotosintéticos. las cuales pueden generar olores molestos. no cumpliendo las normas mínimas y dañando significativamente el medioambiente.
El proyecto propuesto es una alternativa de tratamiento a implementar en Viña Los Vascos. por lo que se debe cuidar que la relación Carbono/Nitrógeno (C/N) se mantenga en los rangos 8:1 a 15:1.
las cuales simplemente se rigen por criterios como si la contaminación afecta la producción o si esta tiene efectos inmediatos en el medioambiente cercano. En la actualidad solo se fiscaliza la descarga a aguas superficiales. moscas y otros tipo de plagas.
40 . ya que es vital en el control de la emanación de olores indeseados los cuales pueden ser factores beneficiosos para la proliferación o aparición de vectores insalubres.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. a partir de RILes. Si bien el presente proyecto plantea establecer una planta de tratamiento para poder generar. debido a que este procedimiento puede filtrar y afectar napas subterráneas.
En Chile la fiscalización del cumplimiento de estas normas no está totalmente regularizada. las cuales se conectan con otros cuerpos de agua mayor pudiendo resultar perjudicial para la población. entiéndase ratones. en la mayoría de los casos. agua de regadío conllevando claramente una mayor inversión debido a las bajas concentración exigidas en comparación con tratamiento de agua para descarga al alcantarillado este costo es amortizado por el hecho en el ahorro del suministro de agua de regadío que sería autogenerada. Alternativas de Tratamiento. son tantas empresas las que deben regirse por esta legislación que el cumplimiento de estas queda. en manos de las mismas empresas. Además un tema ligado al anterior es el hecho del beneficio que implica la implementación de un proyecto como el presente.
el costo de producción de una botella de vino con la información disponible asciende a $ 1. Además.4%. la de NTK es de 56% y el pH resultante cumple con la norma. la eficiencia de remoción de SST es de 93. con lo cual se debería considerar un arreglo del tratamiento aprovechando la instalación preexistente. La elaboración de vinos genera un RIL difícil de predecir de antemano por que la materia prima principal. No se descarta la exportación del vino solo que no fue parte del estudio.500. en caso de que la carga del RIL pase a media o alta en la tabla 6 es posible determinar la configuración necesaria para el abatimiento del RIL. 16. 650 [mg/L] de SST. Finalmente cabe destacar que un aumento en la producción de vinos elevará la cantidad de RIL en el proceso. aunque la configuración del tratamiento del RIL establecida en este estudio abarca un cierto margen de aumento del RIL. la de DBO5 es 95.5%.
41 . La producción de vinos es estacional y contempla un periodo de 60 días de vendimia. no es uniforme.101. Las características principales del RIL sin tratar son 2000 [mg/L] de DBO5. El RIL tratado cumple con las siguientes características: 91 [mg/L] de DBO5. Se descartó la posibilidad de producir vino corriente pues el precio de venta que es inferior a $ 1. valores obtenidos a partir de cálculos de eficiencia de remoción de contaminantes para la configuración de equipos seleccionada. ya que es de esperarse que las ventas en Chile los primeros años sean bajas por la intensa competencia que ejercen los viñedos más antiguos y ampliamente conocidos en el mercado del vino chileno. Se planea vender el vino a un precio representativo del mercado nacional de $ 3.5 de pH. El RIL tratado ha de cumplir con la cualidad de servir para regadío de acuerdo a la normativa chilena. la uva.14 lo que hace rentable el proyecto en la medida que las ventas sean al menos el 40% de la producción anual. Con los datos presentados. y se investigaron alternativas para procesos de tratamientos de RILes que cumplan con la normativa ambiental para la aprobación del proyecto. manteniendo la producción. Se considera dejar un porcentaje para exportación. Alternativas de Tratamiento.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. Considerando costos de producción (electricidad. 38 [mg/L] de NTK y 4 de pH. durante los primeros años.473.
Se estudió la rentabilidad de preparar una viña con una capacidad anual de 6000 [ton] de uvas para producir 4.000 no justifica una inversión tan grande como lo es una planta de calidad internacional que vela por cumplir con la normativa ambiental.25 [mg/L] de SST. correspondiente a la mediana de los precios del año 2004.72 [mg/L] de NTK y 7.000 litros de vino tinto Cabernet Sauvignon para comercializar dentro del país. materias primas y una inversión de bodega. plantas de proceso y tratamiento de RILes por un periodo de recuperación de inversión de 20 años. principalmente. resulta que el valor agregado de nuestro vino es de $ 2. 42. mano de obra y mantenimiento).372. Por esta razón se emplearon las características medias de una viña conocida llamada “Los Vascos” que se ubica dentro de la sexta región.
es la recirculación de lodos activos para una mejor eficiencia en la recuperación de agua clarificada. específicamente en tratamiento primario (molineta). el cual es colectado en tanques especiales. para luego ser utilizado como fertilizante y tierra de hoja en la misma viña. Alternativas de Tratamiento.
Dado la gran cantidad materia solida orgánica que se retiene en el proceso. Finalmente como mejora al tratamiento propuesto. es posible someter estos residuos sólidos a un proceso de compost. 42 . La Digestión Anaeróbica se lleva a cabo en tres etapas: hidrólisis. si bien hay un costo de inversión inicial esta seria recuperable mediante el ahorro en otros combustibles. formación de ácidos y generación de gas metano. Este combustible será utilizado dentro del mismo proceso productivo (producción de vino). El biogás es un gas que consiste principalmente en el gas metano (55%65%) producido por la digestión anaeróbica (en la ausencia del oxígeno molecular) de materia orgánica.Tratamiento de RILes en Industrias Vitivinícolas. También es posible anexar otro proceso para la producción de biogás mediante tanques anaeróbicos.
E12 - Tratamiento de RILes en industrías Vitivinícolas. Alternativas de tratamiento by Oscar Cornejo Olivares935 viewsEmbedDownloadRead on Scribd mobile: iPhone, iPad and Android.Copyright: Attribution Non-Commercial (BY-NC)List price: $0.00Download as PDF, TXT or read online from ScribdFlag for inappropriate contentMore informationShow less
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