El procesamiento de subproductos cárnicos para la producción de harinas de proteína, conlleva la generación de emisiones gaseosas causantes de olores molestos que causan un severo impacto ambiental en las poblaciones aledañas.
En este trabajo, se presenta la caracterización de los principales componentes de la emisión gaseosas del proceso, el dimensionamiento de un sistema de tratamiento y los resultados de la operación de una planta de subproductos de pavos, cuyas fracciones no comestibles, como vísceras, sangre, plumas, además de decomisos y descartes, se procesan para generar harina y aceite con los que se fabrica alimento para animales. Esta planta tiene una capacidad de procesamiento de 8 millones de pavos al año y con una proyección de crecimiento de 12 millones.
G. Aroca1, M. Cáceres1, G. Norambuena3, F. Rosenkranz2, R. Chamy2, J. Dumont3
1 Escuela de Ingeniería Bioquímica, P. Universidad Católica de Valparaíso, Chile
2 Núcleo Biotecnología Curauma, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Chile
3 Sopraval SA., Nogales, La Calera, Chile
german.aroca@pucv.cl, +56 32 2372011
Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.
Editor académico: Carlos N Díaz.
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Cita: G. Aroca, M. Cáceres, G. Norambuena, F. Rosenkranz, R. Chamy, J. Dumont, 2017, Tratamiento de emisiones causantes de olores molestos de una planta de subproductos de pavos, IV Conferencia Internacional sobres gestión de Olores y COVs en el Medio Ambiente, Valladolid, España, www.olores.org
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ISBN: 978-84-697-7359-8
Palabras claves: biofiltro, emisiones de olor, planta de rendering, scrubber.
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Resumen
El procesamiento de subproductos cárnicos para la producción de harinas de proteína, conlleva la generación de emisiones gaseosas causantes de olores molestos que causan un severo impacto ambiental en las poblaciones aledañas.
Sopraval SA es una empresa productora y comercializadora de pavos para consumo nacional y exportación, ubicada en Nogales, Región de Valparaíso, Chile, con una capacidad de procesamiento de 8 millones de pavos al año y con una proyección de crecimiento de 12 millones. En la planta de subproductos se procesan las fracciones no comestibles del faenamiento y procesamiento del pavo, como vísceras, sangre, plumas, además de decomisos y descartes, para generar harina y aceite con los que se fabrica alimento para animales.
Se presenta la caracterización de los principales componentes de la emisión gaseosas del proceso, el dimensionamiento de un sistema de tratamiento y los resultados de su operación.
El sistema de tratamiento consta de una etapa de pretratamiento que consiste en condensadores y filtros, una etapa química de dos lavadores químicos y una etapa biológica; un biofiltro. El sistema se encuentra en operación desde hace un año y ha permitido abatir el 100% de los principales compuestos responsables del olor molesto causado por la operación de la planta de subproductos.
1. Introducción
El procesamiento mediante hidrólisis térmica de subproductos cárnicos en la producción de harinas para alimentación animal genera emisiones gaseosas causantes de olores molestos que tienen un severo impacto ambiental en las poblaciones aledañas. Debido al calentamiento y degradación de la materia orgánica, en este proceso se liberan numerosos y diversos compuestos causantes de olores molestos, como ácido sulfhídrico, amoníaco, aminas, aldehídos y cetonas, entre otros. (Anet et al 2013). Cerca de 300 compuestos fueron detectados en las emisiones de una planta de rendering (Luo and Agnew, 2001; Luo and Van Oostrom, 1997), Estos compuestos pueden estar presentes en diferentes concentraciones dependiendo del tipo, cantidad y frescura de la materia prima procesada, del tipo de proceso de digestión y de la época del año en que se procesan (Luo and Agnew, 2001; Luo and Lindsey, 2006; Rappert and Müller, 2005a, b).
La empresa Sopraval S.A. es una empresa productora y comercializadora de pavos para consumo nacional y exportación, ubicada en Nogales, Región de Valparaíso, Chile. Tiene una capacidad de procesamiento de 8 millones de pavos al año, aproximadamente 450.000 kg/día, y una proyección de crecimiento en su capacidad de procesamiento hasta 12 millones de pavos. En la planta de subproductos, se procesan las fracciones no comestibles del faenado y procesamiento de las aves; vísceras, sangre, plumas, además de decomisos y descartes, generando harina y aceite, con los que se fabrica alimento para animales. Dicha planta cuenta con el equipamiento para la elaboración de harina de plumas (12.500 kg/día), la elaboración de harina de vísceras (18.000 kg/día) y aceite de pavo (12.500 kg/día).
Debido al impacto causado por los olores molestos en la población cercana. Sopraval S.A. invirtió en el diseño e instalación de un sistema de tratamiento de emisiones gaseosas que le permitiese eliminar dicho impacto y satisfacer las necesidades futuras de procesamiento. En este trabajo se describe la caracterización de las emisiones de gases de la planta de subproductos cárnicos, el dimensionamiento de un sistema de tratamiento de dichas emisiones y los resultados de su operación.
2. Materiales y Métodos
2.1 Caracterización de las emisiones
Se realizaron mediciones del flujo de gas, temperatura y concentración de amoniaco (NH3) y ácido sulfhídrico (H2S) en el principal foco de emisión, la chimenea de galpón de la planta de subproducto, durante la operación simultánea de los digestores de plumas y de vísceras. Se tomaron muestras de gas, utilizando una bomba de muestreo de gases (SKC Inc, Model 224-44XR, USA) y bolsas de muestreo (SKC Inc, FlexFoilPlus, USA). La concentración de NH3 y H2S en terreno, se determinaron con un detector de gases Dräger Xam5600. La velocidad y la temperatura del gas en el ducto fueron determinadas con un termo-anemómetro (Veto, Model D8060048, China). Se realizó un programa de muestreo en diferentes días de la semana para tener valores promedio representativos de la operación, dada la existencia de digestores por lotes y continuos, que operaban a destiempo y a las variaciones en el tipo y composición de los materiales procesados. También fueron realizadas mediciones de la concentración de NH3 y H2S en las emisiones fugitivas, en zonas cercanas a equipos de procesos y en las diferentes zonas de la planta de subproductos.
Se determinó la concentración de aminas en las emisiones a través de cromatografía gaseosa utilizando un detector FID en un cromatógrafo de gases Perkin Elmer (Clarus 500,USA), una columna empacada CarboPack B/4% Carbowax 20M 0.8%KOH (Supelco, USA) con una temperatura de inyección de 50 °C, temperatura del horno de 90-150 ºC a 4°C/min y temperatura de detector de 200 ºC, usando como gas de arrastre nitrógeno a 20 ml/min
3. Resultados
3.1 Caracterización de la emisión
Se determinó un flujo promedio para la emisión gaseosa en la chimenea principal de 540 m3/h, con un promedio de temperatura de 30 °C. Durante la mayor parte del tiempo se determinó una concentración de H2S de 50 ppmv. Sin embargo, durante la liberación de los vahos de la hidrólisis de las plumas en los digestores por lote se alcanzaban máximos de concentración entre 500-800 ppmv de H2S (Figura 1). Análogamente, para el NH3 se midió una concentración base de 200 ppmv, y máximos de hasta 5.400 ppmv (Tabla 1).
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| Figura 1. Perfil de H2S en chimenea |
Tabla 1. Resultados mediciones gases
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H2S |
NH3 |
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Baseprom [ppmv] |
50 |
500 |
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Máximaprom[ppmv] |
500 |
5000 |
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Flujo promedio [m3/h] |
540 |
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Temperaturaprom [°C] |
30 |
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En las emisiones fugitivas se detectó NH3 en concentraciones entre 5-20 ppmv., mientras que H2S no fue detectado.
Se determinó una concentración promedio de aminas, principalmente monometilamina y dimetilamina de hasta 100 ppmv, e isopropilamina de 500 ppmv.
Se propuso un sistema de tratamiento de gases consistente en una primera fase de lavado químico para la remoción de amoniaco y aminas con una solución ácida de ácido sulfúrico, seguido de un lavado básico para remover del H2S y otros compuestos reducidos de azufre, con una solución hipoclorito de sodio e hidróxido de sodio, y un biofiltro para la eliminación de todos los compuestos remanentes en la corriente gaseosa.
3.2 Caracterización de la operación del sistema de tratamiento
Actualmente, los vahos generados en los equipos de la planta de subproductos, son canalizados hacia un lavador ácido, tipo venturi, en donde, se inyecta ácido sulfúrico (H2SO4) al 40% (v/v) para remover los compuestos nitrogenados, especialmente aminas y amoníaco. A continuación, el gas pasa a través de un lavador químico (scrubber), donde se adiciona hidróxido de sodio (NaOH) en una concentración de 50% (v/v) hipoclorito de sodio al 16% (v/v) para la eliminación de los compuestos de azufre reducidos, especialmente el H2S. El flujo de gas tratado se mezcla con los denominados vahos fríos, emisiones difusas que son recolectados a través de un sistemas de extracción de aire ambiente de las diferentes instalaciones de la planta de subproductos y que poseen un bajo contenido de contaminantes. El flujo resultante de la suma de vahos críticos y fríos es ingresado a una columna de humidificación, para luego entrar a un biofiltro de 260 m2 relleno con 1 m chips de madera (Figura 2).
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| Figura 2. Planta de tratamiento de emisiones gaseosas |
El sistema de tratamiento de olores se encuentra en operación hace un año (Figura 3) y ha permitido abatir el 100% (Tabla 2) de los principales compuestos gaseosos responsables del olor molesto causado por la operación de la planta de subproductos.
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| Figura 3. Fotografía planta de tratamiento de olores Sopraval |
Tabla 2. Eficiencia de remoción (ER) de H2S y NH3 por etapas en PTO
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Etapa |
ER H2S |
ER NH3 |
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Venturi |
- |
100% |
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Scrubber |
47% |
- |
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Biofiltro |
100% |
- |
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Global |
100% |
100% |
4. Conclusiones
Las emisiones gaseosas generadas en plantas de rendering tienen un impacto ambiental importante en las zonas pobladas cercanas por su alto contenido de compuestos causantes de malos olores. La caracterización de estas emisiones permitió dimensionar un sistema de tratamiento adecuado a la emisión. En este caso de estudio, se implementó exitosamente un sistema con etapas de tratamiento física, química y biológica, con un biofiltro como etapa final, el cual ha permitido minimizar el impacto causado por los olores molestos en la planta de subproductos de Sopraval S.A.
5. Agradecimientos
Se agradece el financiamiento de CORFO a través del proyecto Innovación Empresarial Código N° 15CONTEC-47956 y al Núcleo de Biotecnología Curauma de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.
5. Referencias
Anet, B., Lemasle, M., Couriol, C., Lendormi, T., Amrane, A., Le Cloirec P., Cogny G., Fillières, R. 2013. Characterization of gaseous odorous emissions from a rendering plant by GC/MS and treatment by biofiltration. Journal of Environmental Management 128, 981-987.
Luo, J., Agnew, M.P. 2001. Gas characteristics before and after biofiltration treating odorous emissions from animal rendering processes. Environmental Technology 22, 1091-1103.
Luo, J., Lindsey, S., 2006. The use of pine bark and natural zeolite as biofilter media to remove animal rendering process odours. Bioresource Technology 97, 1461-1469.
Luo, J., Van Oostrom, A.J., 1997. Biofilters for controlling animal rendering odour - a pilot scale study. Pure and Applied Chemistry 69, 2403-2410.
Rappert, S., Müller, R., 2005a. Microbial degradation of selected odorous substances. Waste Management 25, 940-954.
Rappert, S., Müller, R., 2005b. Odor compounds in waste gas emissions from agricultural operations and food industries. Waste Management 25, 887-907.