PROYECTO DE TESIS
TRATAMIENTO DE LACTOSUERO DE UNA PLANTA LECHERA
$ PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA $
CARACTERIZACION DEL PROBLEMA: La Industria láctea genera gran cantidad de aguas residuales, concentrando en estas la mayor cantidad de contaminantes originados en sus procesos. Las Aguas residuales de la industria láctea se caracterizan por poseer una gran cantidad de materia orgánica, especialmente grasas y aceites, además de sólidos suspendidos y valores de pH que se salen de los rangos aceptables para vertimiento. En la industria láctea presentan una contaminación principalmente de carácter orgánico
(!"
y #" elevadas$,
con
una elevada
concentración de grasas, nitrógeno y %ós%oro. El tratamiento de las aguas residuales tiene como propósito remover los contaminantes que per&udican el ambiente
crema y suero, incluyendo grasas, aceites, sólidos suspendidos y nitrógeno. La descarga de stos sin tratamiento previo se convierte en un %oco contaminante. Los lavados contienen residuos alcalinos y qu'micos utilizados para remover la lec*e y los productos lácteos- as' como materiales total o parcialmente caramelizados de los tanques, tambos, latas mantequeras, tinas, tuber'as, bombas, salidas calientes y pisos. En Espaa, el Instituto /ecnológico Agroalimentario (AI0IA$ *a estimado que la relación de litros de agua residual por litro de lec*e procesada es de 1 a 2. Los vertidos procedentes de restos de lec*e, lactosuero (contiene el 345 de nutrientes del producto inicial$ y salmueras aumentan considerablemente la carga contaminante del vertido %inal. 6e debe considerar que posiblemente en 7er8 la relación sea mayor por la menor
!" *asta niveles de ;;5 cuando la carga orgánica se llevó a 13,B g !"=L.d. La producción má>ima de gas metano generado a partir del suero de queso estudiado %ue de C,; L )H2=g !" a%luente, con un contenido de metano en el biogás de
,
Luciana Sanches
Sousa, 2009 )
En esta investigación realizada en De>ico, se usó un reactor electroqu'mico tipo batc* de L y se realizó un estudio volta y cronopotenciomtrico para obtener condiciones de potencial y corriente empleando 4 electrodos soportados sobre placa de te%lón y separación 1C mm- aluminio y *ierro como ánodos, gra%ito y ó>ido de rutenio=titanio como cátodos y un electrodo de re%erencia. En y durante la E) se evaluó la cintica considerando como respuesta el mayor porcenta&e de remoción de la !" o porcenta&e de e%iciencia y variación del pH y p. 6e concluye que el me&or arreglo de electrodos %ue el del par AlF">:ut. 6e obtuvo una variación del pH y p como resultado de reacciones anódicas y catódicas- las principales
e%iciente para la remoción de contaminantes en las aguas residuales industriales, espec'%icamente en el caso de la
industria láctea como
sucedió en esta investigación. ( Klvaro Arango :u'z,Luis
arcs
iraldo,CC;$
"
BASES TE4RICAS: $
LACTOSUERO:
El lactosuero es de%inido como la sustancia l'quida obtenida por separación del coágulo de lec*e en la elaboración de queso (Abaigar, CC@- Goegeding et Luc, CC, el Angel, CC@- )"EM 6/A0 3@F1@@<, enmienda C1C- 7arra, CC@$. Es un l'quido transl8cido verde obtenido de la lec*e despus de la precipitación de la prote'na (case'na$ (7arra, CC@$. El lactosuero que se libera, corresponde a cerca del 34 5 del volumen de lec*e utilizada como materia prima. Este residuo corresponde al e%luente que más contaminación provoca en las
oligoelementos como zinc (n$, *ierro (Ge$ y cobre ()u$, %ormando sales de gran biodisponibilidad para el organismo.
"
ELECTROCOAGULACION: Es un proceso electroqu'mico en el que a partir de compuestos procedentes de la disolución de un ánodo, se agrupa la materia coloidal e>istente en un agua residual (o se rompe una emulsión$, posibilitando
su
convencionales
separación de
del
separación
agua
mediante
sólidoFl'quido
tcnicas
(decantación,
%lotación$. 0ormalmente, el material anódico empleado consiste en planc*as de aluminio o de *ierro. Al aplicar una di%erencia de potencial a la celda, se consigue la generación de iones en disolución. )omo consecuencia, y al igual que en procesos convencionales de coagulación, se obtienenO
P Hidró>idos insolubles sobre los que quedan retenidos los contaminantes y=o P Hidro>ocomple&os catiónicos o aniónicos, que desestabilizan las %uerzas de repulsión electroestáticas e>istentes en la materia coloidal (o en las micro gotas de una emulsión$, bien por neutralización de cargas o bien por %ormación de enlaces intrapart'cula. 'ACTORES
5UE
A'ECTAN
AL
PROCESO
DE
empleo de densidades de corriente in%eriores a CF< A mF para el buen %uncionamiento del proceso ()*en, CC2$.
CONDUCTI&IDAD La conductividad del agua a tratar no es elevada, es %recuente la adición de un electrolito soporte para aumentar su valor, consiguindose as' una disminución en el potencial de la celda y, por tanto, un a*orro energtico considerable. 9na de las sales más empleadas para este %in es el cloruro sódico, ya que se *a determinado que los iones cloruro pueden contrarrestar los e%ectos negativos de aniones como el H)"4F y el 6"2 F. En este sentido, la e>istencia de iones bicarbonato y sul%ato en el agua a tratar puede conducir a la precipitación de iones )aQ y DgQ, y a la %ormación de una capa aislante en la super%icie de los electrodos, que podr'a ocasionar un aumento en el potencial de la celda, y con ello en los costes de tratamiento. ()*en, CC2$
El tratamiento del lactosuero mediante la electrocoagulación removerá más del 3C5 de contaminantes.
•
Hi/+tesis es/e*01i*as:
A pH básico, con una densidad de corriente de 2 ? y más de 3 *oras de electrocoagulación, se obtendrá una remoción óptima de contaminantes.
Las caracter'sticas %'sicas y qu'micas del lactosuero, son presencia de solidos suspendidos, pH acido, y la relación de #"=!" SC.B.
8.
OB3ETI&OS: T
Gene(al:
%.". OPERACIONALIZACI4N DE LAS &ARIABLES:
DE'INICION DE'INICION CONCEPTUAL OPERACIONAL La carga elctrica aplicada son algunos de los parámetros a ensidad de 7otenciómetro optimizar en el corriente proceso de coagulación asistida electroqu'micament
&ARIABLES
DIMENSIONES
.
INDICADOR
?
Dtodo cient'%ico
;.".
Ti/o ,e inesti7a*i+n: La investigación es de tipo aplicada, debido a que se *ará uso de las teor'as y tcnicas de %isicoqu'mica, cintica qu'mica, entre otros.
;.2.
Dise>o ,e inesti7a*i+n: Esta investigación tiene un diseo e>perimental %actorial completo, con un punto pseudoFcentral, por ello mismo el alcance de la investigación es descrIptivaFcorrelacional.
;.6.
Po-la*i+n ? m)est(a: ;.6.$. Po-la*i+n: La población estará constituida por los vertidos de lactosuero, de una planta lec*era.
;.;.
T=*ni*as ,e /(o*esamiento ? an@lisis ,e ,atos: 7ara el análisis de datos se *ará uso de so%tUare Dicroso%t E>cel, para su respectiva simulación. En Dicroso%t E>cel, se *ará el análisis estad'stico, teniendo en cuenta < modelos matemáticos. J en el programa, se *ará la respectiva simulación de adsorción de los colorantes, y entre otros.
. ASPECTOS ADMINISTRATI&OS: .$. C(ono7(ama ,e a*tii,a,es: MESES ACTI&IDADES
Ene
'e-
Ma(
A-(
Ma?
3)n
3)
A7o
Semana
Semana
Semana
Semana
Semana
Semana
Semana
Semana
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Gormulación del proyecto :ecopilación #ibliográ%ica 7reparación de materiales y equipos :ecopilación de datos /ratamiento de datos :esultados y iscusión :edacción del borrador del in%orme %inal 7resentación y e%ensa de la /esis
26
$"
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.".
P(es)/)esto ? 1inan*iamiento: DESCRIPCI4N REACTI&OS E INSUMOS
6ul%ato de mercurio cristalizado 6olución de sul%ato de plata Kcido sul%8rico SUBTOTAL
COSTO UNITARIO S. 1
CANTIDAD
TOTAL S.
C1 C4 C
1
4CC.CC 13C.CC @.CC 1.CC
C4 B C C1
@CC.CC 23C.CC 13.CC 1.CC 121C.CC
2CC.CC 1CC.CC
C C1
3CC.CC
C1
MATERIALES Knodos de cobre )ubetas de plástico. 7apel toalla 7apel bond
SUBTOTAL E5UIPOS 7otenciómetro Dantenimiento de equipos
SUBTOTAL BIENES Dateriales de escritorio
1. ARANGO, A., GARCÉS, L. F. Diseño de una celda de electrocoagulación para el trataiento de aguas residuales de la industria l!ctea. "ni#ersidad $a%it, &ol. '(, N) 1'*+--*. /00*. n%luencia de la conducti#idad el2ctrica en la electrocoagulación de aguas residuales de la industria l!ctea. 3roducción 4 Lipia 5 6ulioDicie7re, &ol.', No./+'-'. /008. /. CRS9ANC:O, D., ;ORAL$S, N. <., GARA&9O, 6. =., C:>&$=, A. ?Descripción del coportaiento de un prototipo para trataiento electro@uico de aguas residuales industriales?. Re#ista Acadeia B &irtualidad. "ni#ersidad ilitar. Nue#a Granada. &ol. (1. /010. 3!gs. 1/ 1(-. (. D$L ANG$L, 6.A., :$RN>ND$= 6.;., 6;ÉN$= &.;., ;"S"L$, R. 9rataiento de lactosueros, diseño ediante la aplicación de un e#aporador solar. /008. '. ;RANDA, O., 3ONC$, ., FONS$CA, 3. L., C"9EO, ;., DA=, R. ;., C$D$EO, C. Caractersticas %isico@uicas de sueros de @ueso dulce B acido producidos en el co7inado de @uesos de
$$.$. Mat(iF ,e *onsisten*ia: Problema
Objetivos
General:
T T ¿Cómo
obtener el óptimo tratamiento del lactosuero de una planta lechera mediante la electrocoagulación? Específicos:
9 ¿Cuál es
T
el pH, densidad de corriente y tiempo óptimo para lograr una electrocoagulación T efectiva? 9 ¿Qué características físicas y uímicas tiene el lactosuero?
Hipótesis
Variables e Metodología Indicadores 6étodo de investigación# General: General: Independientes: !btener el óptimo &l tratamie nto del2" pH 6étodo científico tratamiento del 7ipo de investigación# lactosuero mediante 3ndicador# lactosuero de una *umento y *plicada la planta lechera mediante disminución de pH $ise8o de investigación# electrocoagulación la electrocoagulación" luego de la $ise8o e5perimental factorial completo, removerá más del electrocoagulación" con un punto pseudo9central '() de Específicos# : *lcance de la investigación# contaminantes" 4" $ensidad de corriente Correlacional $eterminar el pH, Específicos: 3ndicador de la carga + ;oblación# conductividad, densidad eléctrica necesaria *guas contaminadas por rooftare# &5cel,.loc de notas" remoción óptima de compuestos presentes 1 7oma de datos# contaminantes" en el agua" ;reparación del tratamiento del lactosuero por electrocoagulacion -as características 4" $.! @ ;rocesamiento# físicas y uímicas Atili%ación de softare 6icrosoft &5cel del lactosuero, son 3ndicador de cantidad presencia de solidos de o5ígenos ue suspendidos, pH consumen los acido, y la relación microorganismos, en el de $.!/$Q! 0("1" agua"
