General

La industria alimentaria depende directamente del entorno natural para el suministro de materias primas para producir productos libres de contaminantes para el consumo humano. Debido al extenso procesamiento de un gran volumen de materiales, el impacto potencial sobre el medio ambiente es considerable. Esto también se aplica a la industria de las bebidas.

La preocupación medioambiental con respecto a la industria alimentaria se centra más en las cargas de contaminantes orgánicos que en el impacto de las sustancias tóxicas. Si las cargas de contaminantes se previenen o controlan de manera inadecuada, ejercerán presión sobre la infraestructura de control de la contaminación de la comunidad o producirán impactos negativos en los ecosistemas locales. Las técnicas de producción que controlan las pérdidas de productos cumplen la doble función de mejorar el rendimiento y la eficiencia y, al mismo tiempo, reducir los problemas potenciales de desperdicio y contaminación.

Si bien la disponibilidad de agua potable es esencial, la industria de procesamiento de alimentos también requiere grandes volúmenes de agua para una amplia variedad de usos no destinados al consumo, como la limpieza inicial de la materia prima, el lavado, el escaldado, la pasteurización y la limpieza de los equipos de procesamiento. y enfriamiento del producto terminado. Los usos del agua se identifican por criterios de calidad para diferentes aplicaciones, y los usos de la más alta calidad a menudo requieren un tratamiento por separado para garantizar una ausencia total de olores y sabores y garantizar condiciones uniformes.

El procesamiento de volúmenes muy grandes de material introduce un gran problema potencial de residuos sólidos en la fase de producción. Los residuos de envases han sido objeto de una creciente preocupación con respecto a la fase posterior al consumo del ciclo de vida de un producto. En ciertas ramas de la industria alimentaria, las actividades de procesamiento también están asociadas con posibles emisiones al aire y problemas de control de olores.

A pesar de la considerable variación entre los subsectores industriales específicos, los enfoques para la prevención y el control de la contaminación comparten muchas características generales.

Control de la contaminación del agua.

La industria de procesamiento de alimentos tiene un efluente de desecho crudo antes del tratamiento que es extremadamente alto en materia orgánica soluble. Es probable que incluso las plantas estacionales pequeñas tengan cargas de desechos comparables a las de poblaciones de 15,000 25,000 a XNUMX XNUMX, con plantas grandes que se aproximan a la carga de desechos equivalente a la población de un cuarto de millón de personas. Si un arroyo o vía fluvial que recibe efluentes es demasiado pequeño y el volumen de desechos orgánicos es demasiado grande, los desechos orgánicos utilizarán el oxígeno disuelto en el proceso de estabilización y contaminarán o degradarán el cuerpo de agua al reducir el valor de oxígeno disuelto por debajo del requerido por organismos acuáticos normales. En la mayoría de los casos, los desechos de las plantas de procesamiento de alimentos son susceptibles de tratamiento biológico.

La fuerza de las aguas residuales varía considerablemente según la planta, el proceso específico y las características del producto crudo. Desde un punto de vista económico, normalmente es menos costoso tratar un desecho de bajo volumen y alta resistencia que un desecho diluido de gran volumen. Por esta razón, los efluentes con una demanda biológica de oxígeno (DBO) alta, como la sangre de pollo o la carne, deben mantenerse fuera de las alcantarillas de las plantas empacadoras de carne y de aves de corral para reducir la carga de contaminación, y conservarse en contenedores para su eliminación separada en un depósito secundario. productos o planta de renderizado.

Las corrientes de desechos con valores extremos de pH (acidez) deben considerarse cuidadosamente debido a su efecto sobre el tratamiento biológico. La combinación de flujos de desechos ácidos y básicos puede resultar en la neutralización y, donde sea posible, la cooperación con industrias adyacentes puede ser muy beneficiosa.

La porción líquida de los desechos del procesamiento de alimentos normalmente se tamiza o separa después de la sedimentación, como un paso preliminar en cualquier proceso de tratamiento, para que estos desechos puedan eliminarse como basura o combinarse con otros sólidos en un programa de recuperación de subproductos.

El tratamiento de aguas residuales se puede lograr mediante una variedad de métodos físicos, químicos y biológicos. Como los procesos secundarios son más caros, el uso máximo del tratamiento primario es fundamental para reducir las cargas. El tratamiento primario incluye procesos como sedimentación o sedimentación simple, filtración (simple, doble y multimedios), floculación, flotación, centrifugación, intercambio de iones, ósmosis inversa, absorción de carbono y precipitación química. Las instalaciones de sedimentación van desde simples estanques de sedimentación hasta clarificadores sofisticados diseñados específicamente para las características particulares del flujo de desechos.

El uso de tratamiento secundario biológico para seguir al tratamiento primario es frecuentemente una necesidad para alcanzar los estándares de efluentes de aguas residuales. Como la mayoría de las aguas residuales de la industria de alimentos y bebidas contienen principalmente contaminantes orgánicos biodegradables, los procesos biológicos utilizados como tratamiento secundario buscan reducir la DBO del flujo de desechos al mezclar concentraciones más altas de organismos y oxígeno en el flujo de desechos para proporcionar una oxidación y estabilización rápidas del flujo de desechos. antes de su descarga al medio ambiente.

Las técnicas y combinaciones de técnicas pueden adaptarse para abordar situaciones específicas de desechos. Por ejemplo, para los desechos lácteos, el tratamiento anaeróbico para eliminar la mayor parte de la carga contaminante, con un postratamiento aeróbico para reducir aún más la DBO residual y la demanda química de oxígeno (DQO) hasta valores bajos y eliminar los nutrientes biológicamente, ha demostrado ser eficaz. La mezcla de biogás de metano (CH₄) y compañía₂ que se produce a partir del tratamiento anaeróbico se puede capturar y utilizar como alternativa a los combustibles fósiles o como fuente de generación de energía eléctrica (normalmente 0.30 m³ biogás por kg de DQO eliminado).

Otros métodos secundarios que se utilizan ampliamente incluyen el proceso de lodos activados, filtros percoladores aeróbicos, riego por aspersión y el uso de una variedad de estanques y lagunas. Las molestias por olores se han asociado con estanques de profundidad inadecuada. Los olores de los procesos anaeróbicos se pueden eliminar mediante el uso de filtros de suelo que pueden oxidar los gases polares objetables.

Control de polución de aire

La contaminación del aire de la industria alimentaria generalmente gira en torno a la cuestión de los olores desagradables en lugar de las emisiones tóxicas al aire, con algunas excepciones. Por eso, por ejemplo, muchas ciudades han regulado la ubicación de los mataderos bajo sus códigos sanitarios. El aislamiento es una forma obvia de reducir las quejas de la comunidad sobre los olores. Sin embargo, esto no elimina el olor. En ocasiones, pueden ser necesarias medidas de control de olores, como absorbentes o depuradores.

Uno de los principales problemas de salud en las industrias alimentarias son las fugas de gas amoníaco de las unidades de refrigeración. El amoníaco es un irritante severo para los ojos y las vías respiratorias, y una fuga importante en el medio ambiente podría requerir la evacuación de los residentes locales. Son necesarios un plan de control de fugas y procedimientos de emergencia.

Los procesos alimentarios que utilizan solventes (p. ej., procesamiento de aceite comestible) pueden emitir vapores de solventes a la atmósfera. Los sistemas cerrados y el reciclaje de solventes es el mejor método de control. Industrias como la refinación de caña de azúcar, que utilizan ácido sulfúrico y otros ácidos, pueden liberar óxidos de azufre y otros contaminantes a la atmósfera. Se deben usar controles tales como lavadores.

Manejo de residuos sólidos

Los residuos sólidos pueden ser bastante considerables. Los residuos de tomate para enlatado, por ejemplo, pueden representar del 15 al 30% de la cantidad total de producto procesado; con guisantes y maíz, el desperdicio supera el 75%. Al aislar los desechos sólidos, la concentración de compuestos orgánicos solubles en las aguas residuales puede reducirse y los desechos sólidos más secos pueden usarse más fácilmente como subproducto o con fines de alimentación y como combustible.

La utilización de los subproductos del proceso de manera que genere ingresos reducirá el costo total del tratamiento de desechos y eventualmente el costo del producto final. Los desechos sólidos deben evaluarse como fuentes de alimento para plantas y animales. Se ha dedicado un énfasis creciente al desarrollo de mercados para subproductos o para el compost producido al convertir materiales orgánicos de desecho en un humus inocuo. La Tabla 1 proporciona ejemplos de usos de subproductos de la industria alimentaria.

Tabla 1. Ejemplos de usos de subproductos de la industria alimentaria

Fuente: Adaptado de Merlo y Rose 1992.

Reutilización de agua y reducción de efluentes

La gran dependencia del agua por parte de las industrias de procesamiento de alimentos ha alentado el desarrollo de programas de conservación y reutilización, especialmente en lugares con escasez de agua. La reutilización del agua de proceso puede proporcionar reducciones sustanciales tanto en el consumo de agua como en la carga de desechos, con la reutilización en muchas aplicaciones de menor calidad que no requieren tratamiento biológico. Sin embargo, se debe evitar cualquier potencial de fermentación anaeróbica de sólidos orgánicos para que los productos de descomposición corrosivos y olorosos no afecten el equipo, el entorno de trabajo o la calidad del producto. El crecimiento bacteriano se puede controlar mediante la desinfección y cambiando los factores ambientales, como el pH y la temperatura.

La Tabla 2 presenta los índices típicos de reutilización de agua. Factores como la ubicación de los rociadores, la temperatura y la presión del agua son factores clave que influyen en el volumen de agua necesario para las operaciones de procesamiento. Por ejemplo, el agua utilizada como medio refrigerante para enfriar las latas y para el aire acondicionado puede utilizarse posteriormente para el lavado primario de verduras y otros productos. Posteriormente, la misma agua se puede usar para canalizar el material de desecho y, finalmente, una parte se puede usar para enfriar las cenizas en la casa de máquinas.

Tabla 2. Índices típicos de reutilización de agua para diferentes subsectores industriales

Las técnicas de conservación del agua y las técnicas de prevención de desechos incluyen el uso de rociadores de alta presión para la limpieza, la eliminación del desbordamiento excesivo de los tanques de lavado y remojo, la sustitución de canales de agua por transportadores mecánicos, el uso de válvulas de cierre automático en las mangueras de agua, la separación de agua de enfriamiento de latas del flujo de residuos compuestos y recirculación de agua de enfriamiento de latas.

Las cargas de contaminación en las plantas de procesamiento se pueden reducir mediante métodos de procesamiento modificados. Por ejemplo, la mayor parte de la carga de contaminación generada por el procesamiento de frutas y verduras se origina en las operaciones de pelado y escaldado. Al pasar del blanqueo convencional con agua o vapor a un proceso de blanqueo con gas caliente, las cargas de contaminación se pueden reducir hasta en un 99.9 %. Del mismo modo, el pelado cáustico seco puede reducir la DBO en más del 90 % en comparación con los procesos de pelado convencionales.

Conservación de la Energía

Las necesidades de energía han aumentado con la mayor sofisticación de la industria alimentaria. Se requiere energía para una amplia variedad de equipos, como hornos a gas; secadores; calderas de vapor; motores eléctricos; unidades de refrigeración; y sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado.

A medida que aumenta el costo de la energía, ha habido una tendencia a instalar equipos de recuperación de calor para conservar energía e investigar la viabilidad de fuentes de energía alternativas en diversas situaciones de procesamiento de alimentos, como procesamiento de queso, deshidratación de alimentos y calentamiento de agua. La conservación de energía, la minimización de desechos y la conservación del agua son estrategias que se apoyan mutuamente.

Problemas de salud del consumidor

La creciente separación del consumidor del sector de producción de alimentos que ha acompañado a la urbanización a nivel mundial ha resultado en una pérdida de los medios tradicionales utilizados por el consumidor para garantizar la calidad y la seguridad de los alimentos, lo que hace que el consumidor dependa de un sistema alimentario funcional y responsable. industria de procesos. La mayor dependencia del procesamiento de alimentos ha creado la posibilidad de exposición a alimentos contaminados con patógenos de una sola instalación de producción. Para brindar protección contra esta amenaza, se han establecido extensas estructuras regulatorias, especialmente en los países industrializados, para proteger la salud pública y regular el uso de aditivos y otras sustancias químicas. La armonización de regulaciones y estándares a través de las fronteras está surgiendo como un problema para garantizar el libre flujo de alimentos entre todos los países del mundo.

Tratamiento de aguas residuales de la industria láctea

La industria láctea se compone de un gran número de plantas relativamente pequeñas que suministran productos como leche, queso, requesón, crema agria, helados, sólidos de suero y lactosa.

La industria láctea ha sido durante mucho tiempo una defensora del tratamiento biológico aeróbico de aguas residuales. Muchas plantas lácteas han invertido mucho en lodos activados, biotorres, reactores secuenciales por lotes y sistemas de tratamiento de paquetes. El interés en la conservación del agua y la energía ha llevado a muchas instalaciones lecheras a reducir el consumo de agua. Esta tendencia, con la presencia de corrientes de aguas residuales normalmente de alta potencia en las plantas lecheras, ha resultado en el diseño y construcción de numerosos sistemas anaeróbicos de tratamiento de aguas residuales.

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