Aspectos a tener en cuenta a la hora de seleccionar una bomba para efluentes generados en la industria láctea

Un error frecuente en la selección de bombas para efluentes en industria láctea es considerar solamente el punto de trabajo sobre la curva, o sea la contrapresión generada por el sistema y el caudal necesario;  como si se tratara de un líquido con características fisicoquímicas similares al agua.

En tal sentido, es importante destacar que para poder seleccionar la bomba más adecuada, se deben obtener la mayor cantidad de datos posibles del sistema, condiciones de impulsión y aspiración, las características fisicoquímicas del líquido; y de esta manera se logrará prolongar la vida útil de la bomba seleccionada.

Información sobre la caracterización del efluente

Los vertidos residuales de las industrias de la leche y derivados, proceden principalmente de:

• Limpieza del local, recipientes y equipos (CIP)
• Lavado de la mantequilla
• Refrigeración
• Condensaciones de los vapores
• Vertidos accidentales
• Residuos de la leche y subproductos

Los vertidos residuales se componen de agua, leche y subproductos. Contienen productos orgánicos y otros productos putrescibles, que originan ácido láctico y precipitan la caseína y otros compuestos nitrogenados. El pH es bajo (entre 4.5 – 4.8) y otra parte pueden contener gérmenes patógenos.

La composición media es la siguiente:

• pH : 4.5-4.8
• nitrógeno : 7% de la materia seca
• ácido fosfórico : 7 % de la materia seca
• potasio : 7 % de la materia seca

(Mariano Seoánez Calvo, 2003. Manual de tratamiento, reciclado, aprovechamiento y gestión de las aguas residuales de las industrias agroalimentarias)

 Los vertidos de estas industrias tienen una composición  variable, según su origen. En función de las eficiencias de los lavados pueden tener puntas muy ácidas o muy alcalinas, debido al empleo de ácido nítrico o soda caústica con cloro para la limpieza de los aparatos.

Una concentración de leche o de suero superior al 2% en las aguas residuales, produce rápidamente fermentación anaeróbica ácida, difícilmente controlable (fermentación láctica), que puede impedir por completo la actividad biológica. (Degremont, 1979. Manual técnico del agua. Cuarta Edición)

 Las aguas residuales de las industrias lácticas son, generalmente, neutras o un poco alcalinas, pero tienen tendencia a volverse ácidas muy rápidamente a causa de la fermentación del azúcar de la leche transformándose en ácido láctico. La lactosa en las aguas residuales puede pasar a ácido cuando los cursos de agua estén sin oxigeno y el bajo pH resultante puede causar la precipitación de la caseína. Los vertidos de las fábricas de queso son principalmente ácidos a causa de la presencia del suero. Las  aguas residuales del proceso de la leche contienen muy poca materia en suspensión (excepto el cuajo  el cuajo encontrado en las aguas residuales de la fabricación de queso). (Nelson Leonard Nemerow – Avijit Dasgupta, 1998. Tratamientos de vertidos industriales y peligrosos)

 

Tratamiento del efluente

 

Generalmente, para tratar el efluente generado en industrias lácteas se utiliza sistemas aeróbicos con configuraciones variables que van desde tratamientos por fangos activados en plantas compactas como en tratamientos en lagunas o mixtos.

 

Esquema simplificado de un tratamiento de efluentes:

 

 

Imagen Nº1: Efluente lácteo en una unidad de tratamiento

 

Las características fisicoquímicas del efluente pueden variar mucho en función del lugar en donde se instale la bomba. A continuación se detallan las características que se pueden encontrar en cada punto:

 

Bomba B1:

• bajo o nulo contenido de fibra
• pH bajo, entre 4.5 – 4.8
• eventuales sólidos en suspensión
• caseína precipitada – cuajo
• cloruros
• temperatura 35 – 40 ºC

Bomba B2:

• pH bajo, entre 4.5 – 4.8
• cloruros
• temperatura 35 – 40 ºC

Bomba B3:

• pH bajo, entre 4.5 – 4.8
• cloruros
• temperatura 35 – 40 ºC

Bomba B4:

• pH bajo, entre 6.5 – 7
• cloruros
• temperatura 35 – 40 ºC

Bomba B5:

• pH bajo, entre 6.5 – 7
• cloruros

 

La bomba adecuada para cada medio

 

¿Por qué la corrosión y la erosión son un problema?

Hay un número de variables ambientales que afectan la resistencia a la corrosión de los metales y aleaciones. En alguna medida, todos los tipos de materiales y recubrimientos se deterioran inevitablemente a una determinada tasa de corrosión o erosión. Por otra parte, en un medio ambiente corrosivo, la erosión puede acelerar la corrosión de la bomba.

Este deterioro se debe considerar y calcular en el tiempo de vida esperado para la bomba.

 

 Imagen Nº2: Bomba deteriorada en una cámara de elevación de una quesería

 

Las causas de la corrosión

La corrosión es el deterioro de un metal causado por una reacción con su medio ambiente. La corrosión de una bomba implica la pérdida de metal y se produce en diversas formas que van desde un generalizado ataque sobre toda la superficie a un ataque concentrado severo, que con el tiempo puede hacer que la bomba falle.

Una variedad de diferentes líquidos a bombear y el entorno específico pueden inducir la corrosión de una bomba.

Estos incluyen:

• pH
• agentes oxidantes (como el oxígeno)
• temperatura
• concentración de los componentes de la solución (por ejemplo: cloruros)
• actividad biológica
• condiciones de funcionamiento (por ejemplo: velocidad, procedimientos de limpieza y paradas)
• químicos

 

Cómo se produce la erosión

La erosión, por el choque de partículas, reduce el rendimiento de la bomba y además, puede acelerar la corrosión en ambientes agresivos. La erosión es un proceso localizado que elimina constantemente el material de las piezas de la bomba. Se produce sobre todo en las zonas con alta velocidad y turbulencia de flujo, y por lo tanto normalmente se ve en impulsores y volutas.

 

Materiales en función de la caracterización

Ingeniería Siri Consultora S.A., como representante oficial de bombas Grundfos Argentina, tiene una amplia cantidad de bombas en función de las características del efluente que se genera en cada punto de la industria láctea. A continuación se detallan las diferentes versiones con los materiales disponibles:

Versión Q

Impulsor de acero inoxidable en EN 1.4408.

Voluta es de hierro fundido y carcasa de motor ya sea de hierro fundido (SL, S) o con una camisa del motor de acero inoxidable (SE)​​.

Versión S

Piezas hidráulicas de acero inoxidable son en EN 1.4408 con el eje actualizado a EN 1.4462. Carcasa del motor es o hierro fundido (S) o con una camisa de motor de acero inoxidable (SE)​​.

Versión R

Todas las partes en contacto con el líquido bombeado son totalmente de acero inoxidable EN 1.4408 con el eje actualizado a EN 1.4462.

Versión D

Todas las partes en contacto con el líquido bombeado son totalmente de acero de acero con las partes críticas actualizado a EN 1.4517 de piezas fundidas y EN 1.4539 para el material de la placa.

 

Temperatura en función de la concentración de cloruros:

Imagen Nº3: Gráfico de la temperatura en función de la concentración de cloruros

 

Material en función del pH:

Imagen Nº4: Gráfico del material en función del pH

 

Selección del impulsor adecuado

Grundfos cuenta con dos tipos de impulsores:

• Impulsor super vortex: Garantiza el paso de fibras largas a través de la bomba sin atascarse y sin ocasionar agarrotamientos. También, evita problemas de atasco habituales entre anillos de desgaste.
• Impulsor mono canal: Pueden bombear sólidos de 80 a 100 mm. Se consigue un mayor rendimiento de bombeo con menor riesgo de atascamiento.

Conclusión

 

• Se deben tener en cuenta las características fisicoquímicas del efluente generado, como cloruros, pH, temperatura y otros compuestos corrosivos que puedan encontrase en él para la selección adecuada de los materiales.

• Las industrias lácteas pueden utilizar vortex o mono canal en función de los procedimientos de desbaste previo y el rendimiento de la bomba.

• Para efluentes especiales o con condiciones límites de trabajo, consultar por recubrimientos van desde EPOXIS hasta CERÁMICOS.

 

Ingeniería Siri Consultora S.A. diseña, desarrolla y selecciona la bomba adecuada para el efluente indicado que genera cada industria láctea. De esta manera se prolonga la vida útil y se reducen los costos de mantenimiento.