Abrimos el camino a reducir las aguas residuales

Abrimos el camino a reducir las aguas residuales

El agua es un recurso valioso pero limitado. En nuestra época de cambio climático, con periodos cada vez más largos de sequía y muchas controversias por los derechos sobre el agua, esto resulta cada vez más evidente. El consumo de agua fresca por la industria está sometido a un escrutinio constante. El método tradicional de recuperación (pigging) en las tuberías que transportan el producto, permite un ahorro sostenible de agua durante la limpieza y minimiza las pérdidas de producto en los procesos con líquidos. De esta manera, las empresas hacen un uso más amplio de los métodos de producción “verdes”.

Cada gota cuenta

Hace tiempo que los institutos de investigación y las asociaciones de protección del medio ambiente han hecho sonar las alarmas: la escasez de agua es un problema con que el ser humano se enfrentará en el futuro. En 2018, la ONU declaró el “Decenio Internacional para la Acción” con objeto de proteger los sistemas de agua fresca frente a su sobreexplotación y los efectos del cambio climático. El lema “Cada gota cuenta” puede aplicarse especialmente al río Mekong, donde el bajo nivel del agua está amenazando importantes ciclos naturales y económicos, y también a Alemania central, donde los daños causados por las sequías, año tras año, son cada vez más visibles. Es inevitable que las compañías industriales necesiten agua. El agua fresca se obtiene directamente del subsuelo o a través de proveedores. Dependiendo de las condiciones geológicas, el agua se acumula en el subsuelo durante años o incluso siglos. También se toma de los sistemas fluviales, que están recibiendo un suministro cada vez más irregular de la lluvia y los glaciares. Hay cada vez más compañías que están comprometidas con la conservación del agua, y tanto los clientes como el público presionan para que así sea.

Ahorro del agua de limpieza en el procesado de líquidos

En los casos en que se procesan líquidos en grandes cantidades, por ejemplo, en la industria de procesado de leche o en la fabricación de cosméticos, existe una tecnología demostrada que está ganando importancia –los sistemas de recuperación de producto (pigging). Estos sistemas aseguran que las materias primas se procesen con un mínimo de residuos, pero también optimizan el consumo de agua en los exigentes procesos de limpieza de las tuberías, ayudan a aliviar el tratamiento de las aguas residuales y protegen los recursos de agua fresca.

Cuando se procesen líquidos - recupere el valor – reduzca los residuos
El truco con el raspador

El componente innovador de los sistemas de recuperación de producto es el 'pig' o raspador, un adaptador movible que se desarrolló originalmente para supervisar las tuberías de gas y crudo. Equipado con sensores para las mediciones de control, el 'pig' o raspador se desplaza por las secciones de tuberías que es necesario examinar.

A medida que avanzó la tecnología de procesado de líquidos, este principio se empezó a aplicar en el campo de los sistemas de procesado en lotes. Cuando se procesan productos lácteos, bebidas, alimentos líquidos o productos de cuidado personal, el 'pig' se suele utilizar como adaptador higiénicamente limpio que empuja hacia afuera los residuos valiosos del producto antes de limpiar las tuberías. Como resultado, permanece más producto de calidad en el proceso en vez de perderse con el agua residual.

El 'pig' es desplazado por un propelente –aire, agua, dióxido de carbono o nitrógeno– a través de las secciones de las tuberías y de vuelta a su posición de reposo antes del lavado. Está fabricado con distintos plásticos elásticos que sellan el pozo de la tubería.

Este paso adicional también reduce considerablemente la cantidad de agua de aclarado que se requiere más adelante, por lo que demuestra ser importante para conseguir un uso ecológico y sostenible del agua fresca. Después de todo, se necesita mucha agua para fabricar productos líquidos como yogur, batidos o cremas de cuidado de la piel con la calidad higiénica exigida. En la mayoría de casos, el medio de proceso fluye por los sistemas de tuberías, que están completamente sellados del exterior, con el menor espacio muerto posible y con ciclos periódicos CIP / SIP (limpieza in situ / esterilización in situ), con el fin de limpiar y, cuando sea necesario, esterilizar todas las superficies mojadas por el producto sin dejar ningún residuo antes del próximo lote. Antes de esto, sin embargo, es necesario expulsar o enjuagar –lo cual es poco respetuoso con los recursos– la mayor parte de los residuos de producto.

Dependiendo de los avances de la planta en la ejecución de estos y otros procesos, existen grandes diferencias en el consumo de agua. Mientras que las posibilidades de la tecnología de recuperación de producto están lejos de agotarse, el potencial de mejora ecológica depende, en gran medida, del producto y el diseño de la planta. “Cuanto más viscoso es el producto, como por ejemplo, el yogur, y más larga es la sección de tubería, mayor es la cantidad de producto recuperado y el ahorro en consumo de agua”, afirma Christian Blecken, responsable de soporte de sistemas y aplicaciones en el Centro de Competencia GEA para sistemas de recuperación de producto higiénicos, situado en Büchen. La frecuencia de los cambios de lote en que puede utilizarse el 'pig' también es importante.

Componentes de GEA VARICOVER®

“Cuanto más viscoso es el producto y más larga es la sección de tubería, mayor es la cantidad de producto recuperado y el ahorro en consumo de agua”.

Christian Blecken

Soporte de Sistemas y Aplicaciones en el Centro de Competencia GEA para sistemas de recuperación de producto higiénicos

La inversión en tecnología de recuperación de producto puede ofrecer grandes resultados cuando se construyen plantas nuevas y también cuando se adaptan las plantas existentes –estas últimas representan un 20% de las instalaciones ejecutadas por GEA. Christian Blecken explica los requisitos: “Lo más importante es que la sección de la tubería tenga un diámetro constante, sin internos, para que el 'pig' no se atasque ni pierda su efecto sellante”. Sin embargo, los codos y las conexiones en T de las tuberías no suponen ningún problema para el 'pig', especialmente con su forma esférica doble en una sola pieza, que es la preferida de GEA: “Esta forma inteligente tiene la ventaja de que el 'pig' ni siguiera tiene que flexionarse en el codo de la tubería”, nos dice Christian Blecken.

Hay bastantes compañías que limpian las tuberías en todas las etapas del proceso, desde la recepción de materias primas hasta el transporte al proceso, y desde los tanques de almacenamiento hasta el llenado. En este caso también hay un principio que rige el potencial de optimización: “Cuanto más nos aproximamos el proceso de llenado, más noble es el producto que recuperamos”, explica Pascal Baer, responsable de producto GEA para componentes asépticos en Kirchberg, Suiza. Los componentes asépticos son necesarios cuando se procesan medios fluidos en las clases de higiene más sensibles a la contaminación, UltraClean y Aseptic; por ejemplo, los productos de leche UHT. En los sistemas de recuperación asépticos, por ejemplo, los vástagos de todas las válvulas están sellados adicionalmente contra la atmósfera.

Los sistemas de recuperación (pigging) también están disponibles en versiones a prueba de explosión, por ejemplo, para productos con alcohol. Por lo tanto, esta tecnología de recuperación se puede utilizar con prácticamente cualquier tipo de producto líquido, sin establecer límites para que las compañías y plantas mejoren la sostenibilidad de sus operaciones.

Sistemas de recuperación (pigging) avanzados

El proceso de recuperación, al igual que los procesos del producto y de limpieza de tuberías, debe realizarse sin interferir con el sistema sellado de tuberías. A este fin, los sistemas de recuperación modernos están equipados con un estación de 'pigging' automática al principio de cada sección de tubería. La estación retiene el 'pig' durante el tiempo que el producto, el agua de aclarado o el medio de limpieza están fluyendo por las tuberías. En los sistemas de recuperación (pigging) de GEA, la carcasa de la estación tiene un diámetro más ancho, además de resortes y mordazas especiales. Esto da al 'pig' una rango definido de movimiento y lo mantiene higiénicamente limpio cuando el medio fluye constantemente a su alrededor. Cuando el 'pig' está en uso, la estación de captura que está al final de la sección de la tubería lo devuelve a su posición de reposo. Hay dos válvulas que controlan el necesario flujo de entrada y salida del propelente.

Sistema de recuperación de producto GEA VARICOVER® en una planta de procesado de lácteos internacional
Tecnología digital con futuro

El potencial de optimización de esta tecnología de plantas sostenibles se basa en la digitalización, en constante avance, de todas las tecnologías de proceso. Al igual que la mayoría de sistemas de válvulas, la tecnología de recuperación (pigging) se encuentra integrada en las secuencias de proceso automáticas mediante cabezales de control que tienen una conexión centralizada. Los cabezales de control electrónicos de última generación ofrecen una operación y configuración sin errores cada vez más sencilla de los sistemas, además de funciones ampliadas de control y monitorización del proceso. Los sistemas de recuperación de producto GEA VARICOVER® proporcionan monitorización en tiempo real de la posición del 'pig' con sensores magnéticos. Tienen unos componentes mecánicos y electrónicos formando una unidad coordinada basada en la combinación de un sistema modular GEA VARIVENT® de fácil uso.

La automatización reproducible que permiten estos sistemas simplifica la configuración de los procesos validables y permite, con un moderno sistema IO-Link de control, su fácil integración en los entornos Industry 4.0. Las posibilidades se extienden a su conexión en red con el sistema ERP de la compañía para un uso óptimo de los recursos.

Productos de procesado adecuados

Bebidas

Productos de procesado adecuados

Jarabe, jugo concentrado
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