Tratamiento de vinazas de una planta de alcohol industrial por floculación con un polímero orgánico y el reciclo de los desechos

Abstract

La presente investigación tiene por propósito evaluar la eficiencia de tratamiento de las vinazas generadas en una planta de alcohol industrial por floculación con un polímero orgánico de monómeros poliacrilamidas para la remoción de los sólidos suspendidos totales y el reciclo de los desechos, aplicando un diseño central compuesto rotatorio como metodología de superficie de respuesta, calculándose los puntos óptimos de las variables independientes. La variable repuesta son los sólidos suspendidos totales (SST) evaluado a través de la turbidez como indicador. Las variables naturales se traducen a variables codificadas, se desarrolla un modelo de primer orden, y se aplica el método del asenso más pronunciado ajustando luego a un modelo de segundo orden para el cálculo óptimo de las variables independientes. Para la realización de la parte experimental del modelo de segundo orden se usa un diseño central compuesto (DCC) rotatorio conformado por una factorial 22 con 4 corridas, 4 corridas axiales o estrella y 6 corridas centrales. Inicialmente se trabaja con 3 variables independientes como el pH, temperatura y concentración del polímero orgánico, pero del análisis de varianza del modelo de primer orden, la variable temperatura no aportó significancia en la interacción experimental sobre la variable respuesta, por tanto, se descarta dicha variable y se toma como constante en el proceso de experimentación. Se caracteriza la muestra de vinaza procedente de la planta de alcohol industrial, analizando en laboratorio el sobrenadante del tratamiento y los resultados experimentales del tratamiento de la vinaza por floculación muestra acuerdo con los objetivos planteados cuantificándose una reducción de turbidez y remoción de solidos suspendidos totales en un 93.48 % y 75 %, respectivamente, a valores óptimos de pH igual a 4.96 y concentración de floculante a 30.85 ppm, concluyendo que el efluente tratado y los lodos generados por tratamiento reúnen los requisitos para su reciclo como agua para la dilución de la melaza en los procesos de fermentación industrial y mejorador de suelo respectivamente.

The purpose of this research is to evaluate the treatment efficiency of vinasses generated in an industrial alcohol plant by flocculation with an organic polymer of polyacrylamide monomers for the removal of total suspended solids and the recycling of waste, applying a central composite design. rotating as a response surface methodology, calculating the optimal points of the independent variables. The response variable is total suspended solids (TSS) evaluated through turbidity as an indicator. The natural variables are translated into coded variables, a first- order model is developed, and the steepest ascent method is applied, then adjusting to a second-order model for optimal calculation of the independent variables. To carry out the experimental part of the second-order model, a rotating central composite design (CDC) is used, consisting of a 22 factorial with 4 runs, 4 axial or star runs and 6 central runs. Initially, we worked with 3 independent variables such as pH, temperature and concentration of the organic polymer, but from the variance analysis of the first order model, the temperature variable did not contribute significance in the experimental interaction on the response variable, therefore said variable is discarded. and is taken as a constant in the experimentation process. The vinasse sample from the industrial alcohol plant is characterized, analyzing the treatment supernatant in the laboratory and the experimental results of the treatment of the vinasse by flocculation show agreement with the stated objectives, quantifying a reduction in turbidity and removal of total suspended solids in 93.48% and 75%, respectively, at optimal pH values equal to 4.96 and flocculant concentration at 30.85 ppm, concluding that the treated effluent and the sludge generated by treatment meet the requirements for recycling as water for the dilution of molasses in the industrial fermentation process and soil improver respectively.