Tratamiento de lodos generados en un proceso de descalcificación de melazas

Abstract

En el procedimiento que se realiza actualmente con los lodos 2HL (ver ítem 8.), aparte del problema de los impactos medioambientales que se presentan, se genera, específicamente en el retiro del lodo seco como desmonte, un costo adicional aproximado de $ 30 000 al año. Además, los azucares presentes en el 2HL se encuentran con una concentración promedio de 3,9 g/dl, obteniendo así un peso promedio de 0,1989 TM por cada lote de 5,1 kl de volumen promedio que se desecha, lo que significa 0,3409 TM al día pues se generan 1,714 lotes diarios. Ahora, considerando que por cada lote de "alimento" (mezcla de melazas, miel, azúcar, agua y ácido sulfúrico) que ingresa al proceso de descalcificación se usa un promedio de 19,875 TM de azucares, es decir 49,6875 TM por día, ya que diario se preparan 2,5 lotes de "alimento"; se estaría hablando de una pérdida de 0,686% por día. Además, durante el año se generan un promedio de 525 lotes de 2HL, entonces la pérdida total promedio es de 104,422 TM de azucares al año. Ahora, considerando el 50% en peso de azucares en la melaza y US $ 58,00 el precio de la tonelada de melaza, se tiene que la pérdida promedio es de US $ 12 113,01 al año. Se propone, implementar un sistema para recuperar los azucares que contiene el lodo. Este sistema básicamente consiste en dos operaciones unitarias: extracción sólido-líquido y como parte de ella la sedimentación. Primeramente, sucede el contacto diluyente-sólido y se realiza en el mismo tanque 2HL, usando como solvente agua caliente. Luego para la sedimentación, se ha diseñado un espesador continuo y un tanque adicional que permite separar el líquido clarificado que contienen los azucares recuperados (que llamamos "3LL", ver ítem 8), y el espesado que contiene el resto de lodos (que llamamos "3HL", ver ítem 8), el 3LL se recicla al proceso de descalcificación pasando a ser un componente para la preparación de "alimento", lo que significa un ahorro de US $ 14,63 por día. Para implementar el sistema mencionado fue necesario primeramente optimizar, a través de pruebas piloto, los parámetros en el 2HL: pH, temperatura y volumen de agua a adicionar, de tal manera que se recupera el mayor porcentaje de azucares, se genera el menor volumen 3LL, se obtiene la menor concentración de calcio en el 3LL y se obtiene el menor tiempo de sedimentación total; además, se busca usar una bomba centrífuga que está en stock, no exceder la capacidad máxima del tanque de 2HL y no exceder la temperatura máxima de trabajo de la resina del mismo tanque (tanque de hierro resinado). Estas dos últimas consideraciones son importantes pues se ha pretendido no hacer modificaciones en el tanque mencionado. Dentro de la propuesta se plantea también implementar un sistema para la refinación de los lodos 3HL. Este sistema consiste primeramente en un lavado de los lodos que se realiza en el mismo espesador que se ha mencionado anteriormente, en el cual se eliminan todos los azucares presentes. Luego los lodos finales se secan al ambiente en pozas diseñadas para este fin, obteniéndose finalmente el "sólido seco" (ver ítem 8), el cual estaría destinado para uso agrícola como mejorador de suelos debido a su alto contenido de sulfato de calcio. La venta del "sólido seco" genera un ingreso de US $ 30,57 por día. Como resultado de los cálculos realizados se ha determinado que el costo total del proyecto es de US $ 304 012,99, en el cuál están incluido los costos directos e indirectos. En los costos directos están a su vez incluidos el costo de los equipos principales obtenidos en el diseño realizado (espesador, tanque y pozas de secado) y el costo del equipo principal considerado en los cálculos de diseño (bomba centrífuga). Finalmente se ha realizado una evaluación costo/beneficio del proyecto.