PREPARACIÓN DE LAS BEBIDAS CARBONATADAS
1. PREPARACIÓN DE LOS JARABES
Para la preparación de jarabes se conocen varios métodos entre los que
tenemos:
1.1.
Proceso en frío sin adición de ácido
En este proceso se usa agua fría, a la temperatura normal de los
depósitos. Por lo general con todos los azúcares se prepara los
jarabes en un proceso en frío.
1.2.
Proceso en frío con adición de ácido
En este proceso se agrega ácido cuando el jarabe no es para uso
inmediato, porque el ácido es la mejor defensa contra el desarrollo
de microórganismo. El jarabe simple para almacenar se debe
hacer tan espeso como se pueda con una concentración del 36º si
fuera posible, una de las ventajas importantes de la preparación
de jarabes simples por el proceso en frío es que no es necesario
varios tanques, tampoco es necesario ser enfriado.
1.3.
Proceso en caliente
Por este proceso es que con la temperatura se obtiene la
esterilización del jarabe, y se puede hacerse con la adición de
ácido o sin adición del ácido. La pasteurización es usualmente
efectiva pero no es garantía de que el jarabe se encuentre exento
de contaminación después de la preparación.
Un factor que influye más en la calidad y uniformidad de las
bebidas carbonatadas es la proporción de jarabe que entra en las
botellas, un pequeño error creará una gran diferencia en el gusto
de la bebida.
2. INGREDIENTES PARA LA PREPARACIÓN DE LA GASEOSA
2.1.
Azúcar
El azúcar es uno de los constituyentes principales de las bebidas
carbonatadas, es una de las sustancias alimenticias de mayor
pureza en el mercado, y esta constituido de 99.9% de sacarosa o
sea azúcar químicamente puro.
El azúcar es procesada de la caña de azúcar o remolacha, es el
edulcorante más usado en la industria de todas las bebidas
carbonatadas, cuando es puro, se distingue por:
-
Su rápida solubilidad en el agua.
-
Su estabilidad en presencia de muchas sustancias químicas.
Falta de sabor excepto de dulzura y su habilidad para acentuar
otros sabores.
- Su alto valor calórico.
2.2.
Colorantes
Las bebidas carbonatadas deben tener un color determinado y fijo
de acuerdo a la marca de producción, para ello es necesario
emplear esencias y colorantes artificiales para obtener la
aceptación del público consumidor. El color de la bebida debe ser
constante, sin bajar la intensidad con el transcurso del tiempo ni la
inclemencia del clima, estos colorantes son certificados por
normas nacionales de las Instituciones públicas.
2.3.
Saborizantes
El gusto, la apariencia, el olor y el sabor son las características
mediante las cuales los consumidores juzgan la calidad de las
bebidas. Los saborizantes usados principalmente son los
extractos alcohólicos, emulsiones, soluciones alcohólicos o zumos
de frutas.
2.4.
Preservantes
Previene el deterioro causado por las enzimas y bacterias, siendo
muy usado en estos casos el benzoato de sodio ya que es un
antiséptico que no es dañino para la salud en las concentraciones
permitidas por las normas de salud.
2.5.
Acidulantes
Los ácidos son usados en las bebidas para impartirles un sabor
agrio que neutraliza la dulzura del azúcar y hace resaltar el sabor,
ayuda a proteger el producto final contra el deterioro. Entre las
ventajas más importantes de la acción del ácido tenemos:
-
El ácido produce una inversión rápida de la sacarosa. La
inversión de la sacarosa es uno de los métodos por el cual se
obtiene la uniformidad del producto.
-
Por su valor esterilizante, ya que tiende a anular los
microorganismos en suposiciones de que existan:
Los ácidos más usados son los siguientes:
Ácido Tartárico.- Se obtiene como subproducto derivado de la
producción del vino, ligeramente más ácido que el ácido cítrico, se
usa para la preparación de bebidas de uva.
Ácido Fosfórico.- Es un acidulante más barato disponible tanto por
su fuerza como por su precio. Es usado principalmente en
bebidas de cola.
Ácido Cítrico.- Su producción es de origen natural como limones,
lima, piña de bajo grado y otras frutas ácidas.
2.6.
Bioxido de carbono:
Es una sustancia estable compuesta de un átomo de carbono
unido químicamente a dos átomos oxigeno, su estado físico
puede ser: gaseoso, líquido ó sólido.
El bióxido de carbono comercial se abastece en.
-
En cilindros como CO2 líquido a alta presión
-
Sólido como hielo seco.
El gas liquefactado en cilindros es el más usado por las
facilidades que presta para su transporte y manejo.
Funciones del CO2 en las bebidas carbonatadas:
Contribuye al sabor, actúa como preservativo, hace la bebida más
atractiva a la vista.
3. TRATAMIENTO DE AGUAS.
El agua químicamente pura no tiene sabor, color u olor es el disolvente
universal más usado. Si el agua se encontraría pura en la naturaleza, se
solucionaría uno de loa principales problemas de las embotelladoras lo
mismo que de otras industrias; sin importar el origen, el agua contiene
siempre impurezas en solución. La determinación de tales impurezas en
solución es lo que hace necesario el análisis del agua y su control es lo
que hace que el acondicionamiento del agua sea tan esencial. Los
orígenes del agua se pueden clasificar como:
-
Agua de origen de la lluvia.
-
Aguas superficiales de ríos, lagunas, represas.
-
Aguas subterráneas de manantiales y pozos profundos.
Cuando el agua se precipita en
forma de lluvia de la atmósfera a
diferentes niveles de la superficie de la
tierra, se encuentra
químicamente pura, pero al descender a través del aire, el oxigeno, el
nitrógeno, el anhídrido y otros gases de la atmósfera así como también
el polvo y el humo, son disueltos en, el agua que cae a la tierra.
El agua al filtrarse a través de la cana superficial y medio del suelo
absorbe impurezas adicionales, El ácido carbónico del aire, incrementa
la fuerza solvente del agua de manera que disuelve ciertas cantidades
de materias minerales del suelo o de las rocas con que tienen contacto.
El agua que se obtienen de las corrientes superficiales pueden
encontrarse turbia debido a la presencia de arcilla y otros ingredientes
del suelo.
El agua que se obtiene de los pozos puede ser de tipo suave o duro,
dependiendo de las características minerales de las aréis adyacentes. El
agua que se filtra naturalmente a través de la arena usualmente es de
turbiedad relativamente baja y con poca materia orgánica. El agua de los
pozos poco profundos es por lo general más suave que de los pozos
profundos. Las impurezas encontradas en el agua pueden ser divididas
en 2 clases, sólidos suspendidos y sólidos disueltos. Los primeros son
aquellos que no se disuelven en el agua y que den ser removidos o
separados por la filtración.
Ejemplos de materias suspendidas son arcillas, partículas de algas,
materias vegetales y animales. Los sólidos disueltos son los que se
disuelven naturalmente en el agua y que no pueden ser removidos por la
filtración.
La presencia de la dureza o cloruros en el suministro del agua es un
ejemplo típico de sólidos disueltos. Los gases también se pueden
disolver en el agua y combinarse químicamente con otras impurezas
contenidas en el agua.
3.1.
NORMAS PARA AGUA USADA EN BEBIDAS
Al especificar las normas para el agua de las bebidas gaseosas,
es evidente que está no debe tener impurezas de ninguna clase o
tipo que interfieran con el gusto, el color, la apariencia física y la
carbonatación del producto; y estas normas son en general:
-
El suministro de agua cruda debe ser de origen de
incuestionable calidad.
-
Debe tener un suministro adecuado con presión suficiente.
-
El total de sólidos presentes no debe de exceder de 500 ppm.
Se requiere que no debe tener hierro y azufre, manganeso y
otros compuestos de esta naturaleza.
-
La alcalinidad no debe exceder de 50 partes por millón.
-
El agua debe encontrarse libre de turbiedad, sedimentos y
materias orgánicas.
3.2.
LAS IMPUREZAS Y SUS EFECTOS EN LAS BEBIDAS
Naturaleza de impureza
Tolerancia
Efecto
máxima
bebida
típico
en
la
censurable
y
ppm
Turbidez
5.00
Sabor
decoloración
Algas y protozoarios
Ninguno
Sabor
censurable
sedimentos
Levaduras
Ninguno
Sabor
censurable
sedimento
Mohos
Ninguno
Sabor
censurable
sedimento,
hay
deterioro
Hierro o Manganeso
0.1
Manchas, decoloración
sabor censurable
Alcalinidad
50
Neutraliza a los ácidos
en la bebida
Sólidos totales
500
Cloruros sabor salado
sulfatos sabor salobra.
4. EQUIPO PARA EL TRATAMIENTO DEL AGUA
4.1.
Filtro de arena
La acción del filtro de arena consiste esencialmente en separar la
materia suspendida que es muy grande para pasar por las
aberturas de los granos de arena filtrante, algunas veces después
de la coagulación, la superficie de la arena queda recubierto con
el cuagulante y forma una capa que atrapa a las partículas más
pequeñas.
El lecho de arena consiste generalmente de 6 capas de grava. La
más gruesa se encuentra en el fondo del aparato y las más fina
en la parte superior y sobre esta descansa un lecho de arena de
graduación especial. La grava debe consistir de partículas duras,
redondos, duraderas con un peso aproximado de 100 libras por
pie cúbico; exenta de tierra, suciedad y otras partículas extrañas.
El lecho de arena, graduada y lavada debe ser de 24 a 36
pulgadas de espesor. La mejor arena varía en tamaño de 45 a 55
milímetros. Durante la filtración, el agua a filtrarse entra por la
parte superior del filtro, y en la entrada se emplea una capa
deflectora para distribuir el agua uniformemente sobre el área
filtrante.
El agua filtrante es recolectada en el fondo por un sistema de
tubos laterales, para recoger el agua de toda el área en el fondo
del filtro. El sistema lateral de tubos ere el fondo se emplea
también para distribuir uniformemente el agua a través del filtro
durante el lavado en un sistema de contracorriente.
4.2.
Filtro de carbón
Este material se emplea para absorber el cloro y otras
substancias químicas de naturaleza gaseosa que se encuentra
disueltas en el agua. El carbón activado está contenido en una
cubierta del mismo diseño general que el filtro de arena. ER la
cubierta se encuentra un lecho soporte de grava para la arena
fina, la cual sostiene el carbón activado en la parte superior. Está
también con la plancha deflectora para el agua y los sistemas
laterales de tuberías. El purificador de carbón activado no puede
ser considerado como un filtro.
El carbón se halla activo mientras sus superficies están limpios y
entonces reacciona para remover sabor, olor y color del agua. Un
purificador
de carbón activado debe estar siempre presidido por
un filtro de arena para que esta remueva la materia en suspensión
del agua antes que pase por el lecho de carbón, protegiendo así
su actividad.
4.3.
Filtros de composición
Hay en el mercado una variedad de filtros que son ahora
conocidos por el nombre de Filtros Pulidores, están dotados con
una materia filtrante de tela, algodón preparado, materiales de
composición que contienen amiento, algodón, papel, etc. que son
utilizados para una filtración fina.
5. TRATAMIENTO QUÍMICO DEL AGUA
5.1.
Adición de cal
El calcio, el magnesio y ciertas otras sales son inconvenientes en
el agua para las bebidas, porque neutralizan la acción de los
ácidos utilizados para la elaboración de la bebida. Cuando la cal
es añadida al, agua en cantidades apropiadas se precipita por si
sola, además precipita las sales solubles de calcio y magnesio
que se halla en el agua por tratarse. Estos precipitados se pueden
remover.
5.2.
Coagulación
Este es un proceso mediante el cual las impurezas como
turbiedad y color, que se encuentran sumamente divididas y
capaces de permanecer en suspensión, se combinan por medios
químicos con los sólidos recién precipitados para formar
partículas de mayor tamaño de densidad suficiente para
asentarse en el agua. Los coagulantes químicos como alumbre,
alumínato de sodio y sulfato de fierro, son usados para asentar
tales impurezas.
Cuando se adiciona el coagulante al agua, bajo condiciones
controladas, se dispersan y producen escamillas finamente
divididas conocidas como "floculos" , Estos floculos son de una
naturaleza gelatinosa y poseen la propiedad de atrapar las
impurezas, estos tienen la propiedad de unirse para formar
partículas mayores de suficiente densidad para precipitarse en el
tanque o para ser removidas con la ayuda de un filtro de arena.
Esta acción remueve las impurezas suspendidas que no pueden
removerse por la filtración si no son coagulados.
El control mecánico de la coagulación es tan importante como el
control químico básico. La coagulación requiere la mezcla
apropiada del coagulante con el agua y con las otras substancias
químicas usadas. Deben proporcionarse condiciones apropiados
también en el tanque para permitir la formación de los floculos y
darle el tiempo suficiente y condiciones mecánicas para obtener el
precipitado adecuado antes de la filtración.
5.3.
Supercloración
El agua entra a un tanque de retención cuya capacidad mínima
debe ser para el embotellamiento y preparación de jarabe, fin este
tanque el agua es superclorado (con una dosis alta de cloro, para
que el agua caiga del filtro de arena conteniendo entre 6 y 8 ppm
de cloro libre ).
Después del tanque de retención, el agua pasa por el filtro de
arena, purificador de carbón, y filtro pulidor.
SELECCIONANDO UN PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA.
Las regulaciones ambientales e iguales restricciones han ganado importancia,
haciendo más crítico la selección de un Proceso de Tratamiento de Agua.
Mientras más restricciones y regulaciones ambientales están siendo impuestos
sobre el productor de bebida, la selección de un proceso de tratamiento de
agua se hace de mayor importancia. Esta selección bien no puede depende,
solamente sobre los resultados deseados, pero el tipo, cantidad y costo de
operación del desperdicio resultante de aquel proceso particular. Además todas
estas consideraciones tienen que ser hechos manteniendo en cuenta el
incremento del público, acerca del cuidado del ambiente.
Afortunadamente, hay progresos en la tecnología y equipos requeridos
mientras hay más y variadas opciones, pero se debe mantener cuidado que
aquello puede ser una buena solución en una localidad, puede ser también
detrimente en otros.
Este artículo simplemente mencionan los métodos más comunes usados en
tratamiento de agua, sin explayarse como trabajan ellos (tal discusión se
encontrará en el “Manual de Agua”, un libro de referencia de 360 pg. Publicado
por Keller).
COAGULACIÓN CONVENCIONAL
Porque es de amplia adaptabilidad, la gran mayoría de las plantas de
tratamiento de agua son instalados todos contínuos para ser llamados sistema
convencional. Este proceso familiar consiste en el uso de cal y/o cloruro de
calcio para la reducción de la alcalinidad, cloro para la desinfección y eliminar
materia orgánica y un coagulante. Estos químicos son permitidos para
reaccionar con el agua de entrada en un reactor de 2 horas, en que los sólidos
de reacción son dejados para asentarse.
Este tratamiento reunirá los parámetros requeridos para el agua de bebida
mientras que los sulfatos y cloruros no excedan ciertos límites, en el caso de
que otros tratamientos sean requeridos.
En esta clase para determinar la cantidad de desperdicio que es descargado de
este proceso, tres posibilidades diferentes deben ser considerados:
1. Clarificación/Desinfección
En muchos casos la alcalinidad, dureza, cloruros y sulfatos están dentro
del rango deseado, así que, el tratamiento consistirá verdaderamente
sólo de clarificación junto con desinfección.
Color _______________
ppm x1.0____________
ppm
Turbidez Tr-Tt________
ppm x1.0____________
ppm
Sulfato de Aluminio____
ppm x4.5____________
ppm
Sulfato ferroso________
ppm x6.5____________
ppm
Sulfato ferrico ________
ppm x8.0____________
ppm
Nota T= Turbidez del agua cruda, Tt= turbidez del agua tratada
2. Reducción de la alcalinidad con Cal y/o Cloruro de Calcio
Si el agua no contiene carbonato de sodio (dureza mayor que la
alcalinidad M) o cuando el agua contiene bicarbonato de sodio
(alcalinidad M es mayor que la dureza) y el cloruro de calcio es usado
para reaccionar con el bicarbonato con el bicarbonato de sodio.
3. Tratamiento con Cal – Soda Anhidra:
Este tratamiento sólo puede ser usado en plantas grandes cuando se
desea reducir la dureza del agua suministrable, también puede ser
usado por la planta para propósitos generales tal como, suministro para
remojo, enfriamiento del agua o para alimentar el caldero.
Si la cal y soda anhidra son utilizados para el ablandamiento lo
siguientes debe ser adicionado para (1) y (2):
Ppm de dureza – ppm de alcalinidad x 1.0 = _________ppm
Ahora asumir que estos valores calculados es un adicional a 100 ppm,
entonces.
Sólidos formados en
(1)
= 80 ppm
(2)
= 120 ppm
(3)
= 100 ppm
Sólidos totales = 300 ppm, y sólidos libra/ hora = 300 ppm x gpm x
0.0005 = 15/hora.
El valor de sólido libra/ hora puede ahora ser usado para determinar el
volumen de sedimentación que resultará de varios tratamientos. Algunas
experiencias han demostrado que los sedimentos de las unidades de
clarificación contiene tan bajo como ½ por peso y los sedimentos se
pueden contener tanto como 4% por eso, el volumen de desperdicio
puede variar entre estos límites. Estas variaciones son debido al tipo de
tratamiento y al tipo de equipo usado.
Si por ejemplo, 101 libras/ hora es descargado como un ½ % de
sedimento, el volumen será aproximadamente.
10 x100
 240 gals / hora
0.5 x8.33
En este caso el desperdicio igualará
240 gal / hora
 0.04
100 gpmx60 min
O 4% de todo el flujo total de 100gpm. Por otra parte un 4% de sólidos,
el volumen de descarga será aproximadamente.
15 / horax100
 45 gals / hora
4 x8.33
45 gls / hora 
45 gls / hora
 0.0075  0.75% det odoflujo
100 gpmx60 min
Esto es observado, si el tratamiento en una planta está en operación
actual,
este
volumen
de
sedimento
desperdiciado
puede
ser
determinado por otras vías. Algunos de estos son por la prueba de la
caída actual o por la determinación de la gravedad específica del
sedimento, etc. Los cálculos de arriba son mostrados como algunas
aproximaciones que pueden ser hechos durante un estudio pre –
operacional. Sobre el volumen de descarga del sedimento, el volumen
de agua que es usado por el filtro de retrolavado y purificador puede ser
adicionado si este caer no es recuperado. Puesto que la proporción del
flujo de retrolavado es unas 6 veces más grandes como todo el flujo de
100 gpm en este ejemplo, aproximadamente 6x100 gpm x 5 min x 2
unid= 600 gls/dís + 240 gls/hora x 8 horas = 1920 gls/día = 729gls/día, si
la unidad es solamente clarificante.
4. Filtros Pulidores
a) Función.- Este filtro es usado para eliminar alguna partícula
finamente dividida y/o partículas coloidales que pasan a través del
purficador de carbón activado.
b) Descripción.- Los filtros pulidores son usados universalmente
como el último paso en el tratamiento de agua para bebida. Esto
consiste de un número de cartuchos cilíndricos. Estos cartuchos
son hechos de papel o fibra de celulosa o asbesto, y el número de
cartuchos requeridos es dependiente de la cantidad de agua a ser
pulido.
Para un pulido adecuado, los poros del filtro pulidor debe ser los
suficiente
pequeño
para
eliminar
partículas
de
tamaño
objecionable. Al mismo tiempo, p podrá ser de bastantes poros
suficientes, de modo que un flujo práctico pueda resultar en una
caída sin presión excesiva, como una regla general este filtro
eliminará particulas de tamaño medio de 10-20 micrones ( 1
micrón es igual a 1-1 millón de metro, que es equivalente a 1/25,
000 pulgadas). Así 20 micrones son equivalentes a 1/1250.
Los productos de desperdicio encontrados están sólo en los
cartuchos que no presentan problemas de arreglo.
5. INTERCAMBIO CATIÓN – ANIÓN
Aunque está práctica nunca ha sido aceptados universalmente, es
posible para reducir la alcalinidad y los sólidos totales disueltos en el
agua cruda, usando un ión intercambiador. Recientes propuestas
emplean este método en conjunción con otros tratamientos que son
usados para eliminar la turbidez, materia orgánicos, materias coloidales,
etc.
ZEOLITA DE HIDROGENO
Este método de intercambio iónico pude ser comparado con el ablandamiento
de zeolitas de sodio. La diferencia principal es que los iones de Ca y Mg son
reemplazados con algo de iones H que iones de Na.
La reacción básica en este caso es:
Ca (HCO3)2 +
HZ=
CaZ
+
H2CO3
(Bicarbonato de calcio) (Zeolita de hidrógeno) = Zeolita calcio + Ácido carbónic.
Los siguientes análisis indica que la cantidad del agua tratada obtenida pro el
uso de zeolita de H (intercambio de catión) después del mezclado con la
cantidad apropiada de agua cruda.
Agua cruda
Agua Tratada
Sólidos totales disueltos
850 ppm
350 ppm
Alcalinidad
500 ppm
35 ppm
Sólidos no carbonatados
300 ppm
300 ppm
Dureza total
45 ppm
20 ppm
Un volumen de agua aproximadamente igual al 10% del volumen de agua
tratada es requerido para regenerar la unidad de intercambio. De este modo,
cuando tratamos 100gal/minuto por 8 horas, el volumen consumido será:
100gpmx60minx8hrsx0.10=4800gls/regeneración
Al mismo tiempo, requerirá algunos 2.5/1000gls de H2SO4 de 66º Be ó
100 gpmx60 min x8hrsx 2.5
 120ácido / día
1000
Así, es visto que cada día resultará algunos 4800 gls de waste (consumo)
(desperdicio) altamente mineralizado.
Intercambio cloruro
Agua cruda
Agua tratada
Ablandador de agua
Es recomendado que este efluente sea al menos superclorazo, filtrado y
declorado para usar el agua para bebida. Consecuentemente, si el filtro y el
purificador de carbón son retrolavados diariamente, un adicional de 600gls/día
de agua retrolavada será añadida al volumen de consumo (waste) si esta agua
no son recuperados.
Intercambio del Axión Cloro de alcanización
En este proceso, el agua que ha sido ablandado a través del ablandador con
zeolita de Na es pasado a través de sal (ClNa) y cáustico (NaOH) con el
intercambior requerido.
Lo que pasa actualmente en estas unidades es que los bicarbonatos y sulfatos
son intercambiados por el cloro sin el uso de ácido fuerte para la regeneración.
Los cálculos precisos para la determinación del consumo (waste) incurrido en
este proceso particular es casi imposible debido al hecho que diferentes
proveedores del equipo usan resinas diferentes con varias clases de cambio y
por consiguiente variando los productos de consumo (wase)
Sin embargo, para la discusión de algunos parámetros promedios diseñados
pueden ser asumidos. Entonces permitirá al diseñador particular de una planta
determinar el flujo de consumo (waste) usando los parámetros para el proceso
particular.
Un problema típico
Eliminar la alcalinidad del agua con una dureza de 5 gpg (85.5 ppm), una
alcalinidad de 6 gpg (102.6 ppm) y sólidos no carbonatados de 12 gpg (202.2
ppm).
Se desea regenera la primera unidad semanalmente (5-8 horas diarias) el flujo
es de 50 gpm.
Capacidad requerida =
50 gpmx60 min x8hrsx5díasx 5 gpg
 600 Kg
1000 granos / Kg
Asumir la clase de resina de 20 Kg/ cu Ft entonces
600kg
 30cu. ftderesin aesrequeri do
200 Kg / cu. ft
Si la unidad es de 4’0’’ de diámetro, estas áreas igualará 12.56 sq.ft (pie 2) y la
gravedad (profundidad) de la resina será.
30cu. ft
 2.4'
12.56sq. ft( pie 2 )
Para regenerar esta unidad requerirá
60 Kg capacidad x 0.5 sal/ Kg= 30 sal.
El volumen de desperdicio (waste) generado constituirá de:
1) Agua retrolavada
12.56sq.ftx5gl/sq/minx5min=376.8gl
2) Agua de enjuague
Enjuague lento:
30cu.ftx0.2gpm/cu.ftx15 min= 90gl
Enjuague rápido:
6gpmx12.5sq’x10min= 753.6 gl
Total
1220.4 gls
Observar que allí sobre el ablandador no será la reducción de la alcalinidad,
este paso es para preparar el agua para la unidad de intercambio del anión clor
en la que los bicarbonatos serán intercambiados por cloruros.
Ahora asumir que se desea eliminar 3gpg de la alcalinidad para que solamente
quede 3gpg de alcalinidad en el agua terminada.
Entonces en 8 horas una capacidad de intercambio del anión de la resina será
8hrsx 60 min x10 gpmx3gpg
 72 Kg
1000 g / Kg
Es recomendado que este fluctuante sea al menos superclorazo, filtrado y
declorado. Así este tratamiento con algunas proporciones de 3000gls/día de
agua retrolavada debe ser adicionada al volumen de consumo (wase), si este
no es recuperado.
Electrodiálisis
Este proceso, como inverso a la Osmosis, es usado generalmente para reducir
el contenido de sólidos disueltos de un suplidor de agua brackish como para
que pueda ser usado como agua para bebida.
Para el propósito de esta discusión, asumir que cuando se trata de 100gl/min
de agua que contienen 2500 ppm de sólidos totales disueltos que al eliminar
sea el rango de 75% a 60ºF. En tal caso el efluente contendrá algunos 625
ppm de sólidos totales disueltos. Además los sólidos, eliminados será alrededor
de 1.7% que es un volumen de 25gl tendría una concentración de alrededor de
0.8% ó 8000 pm.
Así el desperdicio (waste) sobre un día de 8 horas será:
25gpmx60minx8hrs=12000gl/día de una solución conteniendo 8000 pm de
sólidos disueltos. Adicionada a este volumen deberá ser el volumen de
desperdicio (wase) de cualquier proceso que es usado para el tratamiento si es
requerido.
Filtración a través de membranas Semi-Permeables
Estas unidades son hechas en 3 formas diferentes, es decir, membrana, fibra y
cerámica. Estos filtros son usados principalmente para eliminar partículas y
materia orgánica, y sirve este mismo fin con un acceso algo diferente y
procesos de operación importante reconocer el hecho que en casi todos los
ejemplos en que tales membranas son usadas un proceso de pre-tratamiento
de un tipo a otro que sea requerido.
OSMOSIS REVERSIBLE (INVERSO)
Si una resina es colocada en agua, se dilatará (hidratará). Que ha sucedido, es
que el agua ha pasado a través de la membrana al interior de la resina. Esto es
una situación en que el agua pura ha migrado al interior de la resina que
contienen una solución concentrada de azúcar.
La fuerza natural que conduce al agua dentro de la resina es llamada presión
osmótica y el proceso es llamado ósmosis.
Porque la membrana de la resina es una membrana semipermeable el agua
permanecerá dentro de la resina hasta que una fuerza externa tal como la
presión, calor y/o evaporación lo conducirá otra vez al exterior.
Si la membrana de la resina (que es ahora uva), fue lo suficiente fuerte para ser
presionados sin romperse, el agua pura fluirá hacia fuera a través de la
membrana. Tal acción es el opuesto de la ósmosis, y de aquí el término
“ósmosis inverso”. Las membranas bajo discusión tienen la propiedad
requerida para resistir la presión necesaria para forzar hacia fuera el agua pura
de la solución de agua y sales disueltos.
Este tipo de filtración eliminará algunos 95% de materia disuelta y 90-95% de
materia orgánica como la destilación, y podría hasta vigilar hará agregar la
misma.
El análisis de abajo indica la calidad del efluente que será obtenido por ósmosis
inversa:
Agua cruda
Agua tratada
Sólidos totales disueltos
780ppm
100ppm
Alcalinidad
475ppm
45ppm
Sólidos no carbonatados
300ppm
100ppm
Dureza total
45ppm
5 ppm
El desecho o volumen de desperdicio (waste) resultante de este tratamiento
será aproximadamente 25% del agua tratada. Esto es como decir por cada
100gpm de agua tratada deseado, será necesario tratar 133 gpm de agua
cruda. Así en un día de 8 horas el volumen gastado (waste) será:
33gpmx60minx8hrs= 15840gls.
Este desperdicio (waste) contendrá aproximadamente 3000 ppm de sólidos
totales disueltos y para que este desperdicio sea adicionado a aquellos
desperdicios (waste) la que resultará de cualquier pre-tratamiento requerido.
ULTRAFILTRACIÓN
En contraste a la ósmosis inversa, el ultrafiltrado no eliminará sólidos disueltos,
pero esta tecnología están siendo usadas para eliminar partículas y materias
orgánicas.
Porque cada aplicación de su proceso de ósmosis inverso o del proceso de
ultrafiltración requieren el conocimiento específico del tipo de membrana que
puede ser usado, los fabricadores insisten que todos los parámetros del diseño,
etc, están bao su control. Estos incluirán pre-tratamiento, controles, monitores,
etc.