DESECHOS AGROINDUSTRIALES

DESECHOS AGROINDUSTRIALES EN

DESECHOS AGROINDUSTRIALES EN ANCASH

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA • • • •

FACULTAD DE INGENIERÍA EAP ING AGROINDUSTRIAL CHIMBOTE, INTEGRANTES PROFESOR ETERIO TEMA ASIGNATURA 01 ALVA DE MICROBIOLOGÍA MUÑOZ OCTUBRE : : DEL 2015 BLASNUEVO ESPINOZA NEYSSER ENCINAS ESTRADA GREISSY PALACIOS HILARIO ANTONY VASQUEZ BACILIO FABIOLA


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INTRO DUCCI ÓN

La inmensa producción de residuos que supone la normal actividad del hombre sobre nuestro planeta es uno de los principales problemas con los que nos encontramos en la actualidad. Estos residuos provocan una progresiva degradación de nuestro entorno que puede llegar a ser, en algunos casos, irreversible. Por ello, se hace necesaria la búsqueda de procesos que permitan la eliminación controlada de los mismos.

Algunos de estos residuos, procedentes de todo tipo de industrias y actividades, sobre todo del sector agrícola y agroindustrial no deben ser eliminados sin más, ya que podrían ser utiliados para diversas aplicaciones, obteni!ndose importantes rentabilidades económicas. Por ello, es necesario plantear la búsqueda de alternativas para estos desechos y no sólo su eliminación e"ectiva e inocua, debido a que esta posibilidad además de evitar trastornos medioambientales, crea nuevas "uentes de riquea que aportan una mayor rentabilidad al proceso industrial. Además, se ha de tener en cuenta que una rentabiliación de la gestión de los residuos generaría nuevas industrias de todo tipo, con las consiguientes venta#as sociales que ello reportaría.

2


DESECHOS AGROINDUSTRIALES EN ANCASH En toda nuestra región Ancash hay una gama de empresas productoras de bienes, servicios e insumos, en beneficio de la población:

Top 10 empresas 1. Compa!a "inera Antamina: $bicada en el distrito de %an &arcos '(uari),

la cuprí"era representa una de las inversiones más in"luyentes de la región. %u mineroducto atraviesa *ncash hasta llegar a (uarmey.

#. "inera $arric% "is&uichilca: La mina Pierina inició su producción aurí"era

en +- en el distrito de angas '(uara). /onsiderada entre las principales mineras del país, sus ingresos alcanaron $%01--.2 millones en el primer semestre.

'. (u%e Energy Egenor: 3epresenta el potencial hidroenerg!tico de *ncash al

aprovechar el caudal del río %anta. 4iene una planta t!rmica en /himbote y una planta hidroel!ctrica en el /a5ón del Pato '678 &9). :acturó $%07;.6 millones en el primer semestre.

). Empresa *ider+rgica del er+ -*iderper+: $na de las dos principales

siderúrgicas nacionales y empresa símbolo de la ona. Actualmente "orma parte del grupo brasile5o

/. Tecnológica de Alimentos -TA*A: Empresa del
especialiada en la producción de harina y aceite de pescado. A la "echa, es la primera pesquera e>portadora para el 6??. . Corporación es&uera nca -Copeinca: @el
segundo puesto entre las pesqueras e>portadoras del país. /otia en la =olsa de alores de Bslo.

2. Agro ndustrias *an 3acinto: Productora de ca5a de aúcar ubicada en el

valle de Cepe5a, in"luye tambi!n en los valles del %anta, Lacramarca y /asma. 3ecientemente "ue adquirida por el
4. Austral 5roup: Pesquera considerada entre las empresas más rentables del

país, es la tercera e>portadora del rubro. En *ncash, tiene plantas en /oishco y en (uarmey. %us e>portaciones alcanaron los $%0++2 millones en el 6??-.

6. 7aydu% Corporación: uinta e>portadora peruana de productos pesqueros.

/uenta con plantas de harina, de conservas y de congelados en /oishco.

10. Centrais El8tricas $rasileiras -Eletrobr9s: Empresa brasile5a con

recientes intenciones de invertir $%0;,-?? millones en la región para la construcción de seis plantas hidroel!ctricas 'proyecto /orina), con un potencial total de ,??? &9.

"

DESECHOS AGROINDUSTRIALES EN ANCASH Los establecimientos de producción primaria, e>plotaciones avícolas Ftanto parrilleras como de gallinas ponedorasG establecimientos de cría y engorde de cerdos generan diariamente cantidades importantes de residuos sólidos y semiF líquidos, no de#ando de lado a las empresas siderúrgicas'"undición del acero), con signi"icativa carga orgánica y bacterianaG lo cual requiere un saneamiento adecuado para minimiar su impacto ambiental. @ebido a estos casos presentándose en la actualidad, sobre los desechos agroindustriales per#udiciales para el medio ambiente, hay empresas no muchas en la región, interesadas en un posible uso a estos desechos, como subproducto, en me#ora de la calidad ambiental. &ientras que muchas empresas en las a"ueras del país, han destinado "ondo para poder desarrollar nuevos equipos y t!cnicas para no desperdiciar la gran cantidad de residuos. as

emisiones

atmosf8ricas

provenientes

de

las

operaciones

agroindustriales, a menudo, incluyen:

H &aterial pulveriado, H @ió>idos de au"re, H I>idos nitrosos, H (idrocarburos y, H Btros compuestos orgánicos. Con frecuencia, las agroindustrias producen olores nocivos y molestos. En cuanto al olor, este puede ser ocasionado por una gran cantidad de compuestos org9nicos vol9tiles tales como: •

/ompuesto $mbral mgDm8

•

*cido ac!tico 61F+?,???

•

*cido propanoico. 8F-? 5

DESECHOS AGROINDUSTRIALES EN ANCASH •

=utanoico. ;F8,???

•

Acido 8 metil butanoico 1

•

*cido pentanoico. ?.-F2?

•

:enol. 66F;,???

•

; &etil "enol. ?.66F81

•

Jndole. ?.7

•

8 &etil indol. ?.;F?.-

•

&etanetiol. ?.1

•

@imetil sul"ito. 6F8?

•

@imetil disul"ito. 8F+;

•

@imetil trisul"ito. 2.8

•

%ul"ito de hidrógeno. ?.+

(abitualmente los tratamientos precarios que se realian sobre estos e"luentes, sin proyectos sustentables de ingeniería ambiental, pueden contaminar acuí"eros, emitir gases de e"ecto invernadero como el metano que impacta veintiún '6+) veces más que el anhídrido carbónico y desperdiciar nutrientes. A esto se suman los desechos de los centros de concentración y distribución de "rutas, hortalias, donde siempre alguna parte se deteriora y es descartada. 4ambi!n las plantas de procesamiento de la industria "rigorí"ica 'vacunos, cerdos, aves), conserveras, congelados, vitivinícola, descartan constantemente buena cantidad de residuos orgánicos. Los desechos agroindustriales son de naturalea orgánica y prácticamente están clasi"icados en origen, lo cual "acilita su recicla#e trans"ormando así Kun #

DESECHOS AGROINDUSTRIALES EN ANCASH problema en una oportunidadKG pudi!ndose generar energía renovable 'biogás combustible). La biodigestión anaeróbica permite lograr que la energía contenida en los residuos energía de alta entropía, degradada y con poca utilidad en ese estado pueda ser trans"ormada, liberada y reciclada en un combustible gaseoso metano '/(;),como energía de alta calidad. /onsecuentemente puede utiliarse para generar energía el!ctrica, vapor, agua calienteG en sistemas de coFgeneración de alta e"iciencia. 4ambi!n es posible obtener abonos orgánicos que aportan materia orgánica y nutrientes a los campos de cultivoG contribuyendo a mantener su "ertilidad y asimismo reducir el impacto económico que signi"ica depender de "ertiliantes industriales. $na gestión ambiental adecuada sobre los residuos agroindustriales contribuye a mitigar el /ambio /limático, pudi!ndose lograr en muchos casos Proyectos de @esarrollo Limpio, con derecho a /r!ditos de /arbono, en el marco del Protocolo de ioto. 4oda la materia "loculada, se retira por decantación mediante sedimentadores convencionales o compactos de tipo MlaminarN, o alternativamente por "lotación. Los sólidos recuperados se envían a una etapa de espesamiento yDo estabiliación según corresponda por la naturalea de los mismos.

$


ALTERNATIVAS PARA REUTILIZAR LOS DESECHOS AGROINDUSTRIALES La industria de alimentos produce grandes cantidades de residuos que pueden ser aprovechados de diversas "ormas. Entre estos residuos se encuentran los provenientes de las "rutas, los cuales pueden ser utiliados en alimentación animal y humana, abonos, obtención de biogás, en la e>tracción de aceites esenciales, pectinas, "lavonoides, entre otros. Para la elección adecuada de alguna de estas tecnologías se deben realiar evaluaciones tecnológicas, comerciales y de riesgos. Actualmente en Ancash los residuos agroindustriales se arro#an en las basuras o en algunos casos, se utilian como abono y concentrados para animales. En el presente traba#o, se proponen nuevas alternativas de aprovechamiento de los residuos provenientes de las empresas que procesan "rutas. Alternativas de aloriación para los 3esiduos Agroindustriales E>isten básicamente tres grupos de tecnologías para la recuperación de recursosO la valoriación biológica y química, la obtención de combustibles 'derivados de desechos) y la valoriación t!rmica.

%


;alori
e"ectuar la disposición "inal de los residuos orgánicos para obtener gases, líquidos o sólidos que pueden ser comercialiables. Entre los procesos biológicos más comunes y más usados por las industrias se encuentran el composta#e y la lombricultura. A continuación se realia una breve descripción de !stos y de otras alternativas pertenecientes a este grupo. •

Composta=e. El compost es el producto "inal obtenido mediante un

proceso de descomposición biológica de la materia orgánica, en condiciones controladas de humedad y temperatura, que oscila entre 1? y 2?/, provocando así la destrucción de elementos patógenos y por tanto la total inocuidad del producto. Este material puede ser usado como me#orador de suelos o como abono. •

ombricultura. La lombricultura es una t!cnica en la que además del

abono, se puede obtener proteína animal usando para ello la lombri ro#a cali"orniana que se alimenta de la materia orgánica y la convierte en humus o abono natural '/ardona, 6??6). El humus, producido por la lombri, está compuesto principalmente de carbono, o>ígeno, nitrógeno e

hidrógeno,

encontrándose

tambi!n

una

gran

cantidad

de

microorganismos como hongos y bacterias. Las cantidades de estos elementos dependerán de las características químicas del sustrato que dieron origen a la alimentación de lombrices. Estas lombrices pueden criarse en cualquier lugar del planeta que posea temperaturas entre 6? y 61Q/, un intervalo de temperatura en el cual esta t!cnica presenta su mayor rendimiento. •

ectinas.

Las

pectinas

son

polisacáridos

que

se

componen

principalmente de unidades de ácido galacturónico unidas por enlaces glicosídicos R +F;. %on sustancias blancas amor"as que "orman en agua una solución viscosaG combinadas en proporciones adecuadas con aúcar y ácidos, "orman una sustancia gelatinosa utiliada como espesante ':ennema, +8). &


10


En
4odas las reacciones químicas del metabolismo celular se realian gracias a la acción de cataliadores o enimas. •

Aceites

esenciales.

/omúnmente

llamados

esencias.

Están

constituidos principalmente por terpenos, son sustancias de consistencia grasosa, más o menos "luidas, a veces resinosas, muy per"umadas, volátiles, casi siempre coloreadas y más livianas que el agua. Los aceites esenciales pueden e>traerse de las "lores, ho#as, semillas, "rutos, corteas, raíces o de la madera 'Bchoa, +-). •

>lavonoides y carotenoides. Los "lavonoides o bio"lavonoides son

pigmentos naturales presentes en las "rutas y en los vegetales, así como en el ca"!, la cocoa y la cervea, que protegen del da5o de los o>idantes, como los rayos ultravioleta ':ennema, +8). Los "lavonoides se utilian como suplemento alimenticio para animales y humanos, ingredientes de bebidas re"rescantes y con"ites, desodoriación, desin"ección, inhibidores de trombosis, antiin"lamatorios, inhibidores de cáncer, antial!rgicos, edulcorantes, bio"lavonoides 'vitamina P) y antio>idantes 'LaSo et al., 6??2). Al igual que los "lavonoides, los carotenoides tambi!n poseen esta propiedad antio>idante. •

7ongos

comestibles. Los hongos comestibles

son organismos

heterótro"os, es decir, que requieren del material orgánico para subsistir. Poseen el doble del contenido de proteínas que los vegetales y disponen de nueve aminoácidos esenciales, contando además con leucina y lisina 'ausente en la mayoría de los cereales). Poseen alta cantidad de minerales y vitaminas 'superando a la carne de muchos pescados). /ompletan la caracteriación sus ba#as calorías y carbohidratos 'Portal =ioceánico, 6??-).

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>ibra dietaria -alimento para animales y humanos. /onstituyente

que da "irmea y te>tura "uerte a las estructuras e>ternas de las "rutas. Posee

e"ectos

preventivos

contra

determinadas

en"ermedades

cardiovasculares y ayuda a me#orar la "unción gastrointestinal. La "ibra dietaria obtenida principalmente de las corteas de las "rutas, consta de polisacáridos estructurales 'celulosa, hemicelulosa, pectinas, ra"inosa y esta"inosa), polisacáridos no estructurales 'gomas y mucílagos), sustancias estructurales no polisacáridas 'lignina) y de otras sustancias como cutina, taninos y suberina '
?btención de combustibles. El biogás es el producto gaseoso que se

obtiene de la descomposición de la materia orgánica mediante acción bacteriana o de su combustión en condiciones anaeróbicas y por esto es considerado como un subproducto del composta#e y de la pirólisis. El biogás está compuesto principalmente por metano '1?F7? T), dió>ido de carbono '81F;1 T) y traas de hidrógeno y nitrógeno 'Peters, 6??8). Es incoloro, inodoro e insípido, por lo que es di"ícil detectarlo. %e usa para la producción de la energía el!ctrica, t!rmica y como biocarburante 'Abraham, 3amachandran y 3amalingam, 6??2). Para la generación de biogás hay dos variables de principal inter!s, la temperatura y el tiempo. La temperatura de proceso debe estar entre 8? y ;? Q / y el tiempo para alcanar la producción adecuada de metano depende de la temperatura y de la materia orgánica empleada para tal "in 'Untermediate 4echnology @evelopment
obtención

de

hidrógeno.

Este

proceso

consiste

en

una

descomposición t!rmica catalítica del metano contenido en el biogás. :inalmente, el "lu#o gaseoso obtenido debe ser limpiado para conseguir un producto con ba#o contenido de /B lo que lo hace adecuado para usarse como combustible, así como en la síntesis de amoniaco, metanol, en re"inerías, entre otros 'Echevarría, 6??6).

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DESECHOS AGROINDUSTRIALES EN ANCASH Para la obtención de otro combustible como el metanol, se requiere que el material biomásico usado tenga una humedad in"erior al 7? T, ya que los residuos con una humedad alta tienen un ba#o poder calorí"ico 'U4@<, 6??1 a). •

;alori
procesos de conversión energ!ticos se basan en la degradación de las mol!culas orgánicas por la acción del calor. Las tecnologías que procesan t!rmicamente los residuos buscan la reducción de su volumen y la recuperación de energía a partir de los gases, líquidos y sólidos que se generan. Estos procesos t!rmicos pueden clasi"icarse según los requerimientos de o>ígeno. Los que requieren de o>ígeno se conocen como calderas o incineradores. Los que no, se conocen como pirólisis y termólisis. •

ncineración. Esta alternativa es llamada usualmente como la Msolución

"inalN al problema de los residuos sólidos. La combustión crea gases calientes que por una trans"erencia de calor por convección trans"orman el agua contenida en los tubos en vapor de agua. Este vapor puede ser usado para generar energía 'Abraham et al., 6??2G i#ayaraghavan, Ahmad y %oning, 6??2). @urante este proceso se generan ciertas sustancias tó>icas conocidas como dio>inas y "uranos. Las dio>inas y "uranos

'policloroFdibenoFpFdio>inas,

dibeno"uranos,

P/@:s),

son

P/@@s

compuestos

y

policloroF

órganoclorados

con

características químicas similares que se caracterian por su persistencia en el ambiente y su ba#a biodegradabilidad. Co se recomienda la incineración sin aprovechamiento energ!tico, ya que se produce /B6 que contribuye al e"ecto invernadero y calentamiento global.

1!


irólisis. La pirólisis consiste en la descomposición de la materia

orgánica por calentamiento hasta llegar a la degradación de las sustancias carbonosas, entre ;?? y -??/, en total ausencia de o>ígeno y presión controlada. Este m!todo puede reducir el volumen de los residuos hasta en un 1T. La pirólisis teórica de una mol!cula de celulosa genera /B, (6 y /G además de metano, dió>ido de carbono y vapor de agua, entre otros, que originan serios problemas de índole ambiental 'Elias, 6??8). /uando un residuo es piroliado se obtiene una mecla de gas, líquido y sólido según el tipo de residuo y la tecnología usada que permita un mayor grado de utiliación.

1"




CONC LUSIO NES

La agroindustria abarca una amplia gama de industrias que procesan los productos naturales de la agricultura. Los subFsectores más importantes de la agroindustria incluyen la agricultura 'y horticultura), silvicultura,



pesca y producción de mariscos. La actividad agropecuaria de Ancash representa, en el 6?+1, el 6,7 por ciento del A= agropecuario nacional. En la costa destacan cultivos como ca5a de aúcar, maí amarillo duro, maí choclo, espárrago y arro, vinculados en su mayoría a la agroindustria. En cambio, la sierra mantiene

la

siembra

de

cultivos

orientados

básicamente

al

autoconsumo, a e>cepción de la papa, como el trigo, cebada, maí 

amiláceo, entre otros. En Ancash, tres son los cultivos de mayor importanciaO papa en la sierra, ca5a de aúcar y maí amarillo duro en la costaG tambi!n destacan, pero en menor escala, la al"al"a, maí choclo, espárrago y arro. En los



últimos a5os, la actividad avícola ha ganado importancia. Los desechos agroindustriales son de naturalea orgánica

y

prácticamente están clasi"icados en origen, lo cual "acilita su recicla#e trans"ormando así @un problema en una oportunidad@G pudi!ndose generar energía renovable 'biogás combustible). A esto se suman los desechos de los centros de concentración y distribución de "rutas, hortalias, donde siempre alguna parte se deteriora y es descartada. 4ambi!n las plantas de procesamiento de la industria "rigorí"ica 'vacunos, cerdos, aves), conserveras, congelados, vitivinícola, descartan 

constantemente buena cantidad de residuos orgánicos. $na gestión ambiental adecuada sobre los residuos agroindustriales contribuye a mitigar el /ambio /limático, pudi!ndose lograr en muchos casos Proyectos de @esarrollo Limpio, con derecho a /r!ditos de /arbono, en el marco del Protocolo de yoto.

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

RECO MEND ACION ES

%e debe encontrar una utilidad para los desechos agroindustriales en Ancash para convertirlos en algún subproducto reutiliable de algún modo. Así, en ve de pagar el costo de eliminar el desecho, se crea la



posibilidad de obtener un bene"icio. Además del "actor económico está el "actor ambiental al reducir o eliminar los residuos que contaminan el medio ambiente ya que al no reutiliar estos desechos solo incrementaríamos una progresiva degradación de nuestro entorno que puede llegar a ser, en algunos



casos, irreversible. Asimismo, este aprovechamiento crea nuevas "uentes de riquea y de empleo que aportan una mayor rentabilidad económica al proceso



industrial de partida. Por la importancia de los desechos agroindustriales derivados del proceso de diversi"icación de las empresas del sector agroindustrial, recomendamos se realicen estudios y análisis para ver posibles trans"ormaciones de estos desechos en productos o servicios que



puedan generar ingreso a muchas "amilias ancashinas. =uscar la cooperación de las alcaldías, para crear proyectos para trans"ormar los desechos agroindustriales en un ingreso para Ancash así



como lo vienen realiando los países desarrollados. 3ealiar una campa5a para ense5ar a la población las venta#as de las trans"ormaciones de los desechos agroindustriales.

1#


ANEX OS

1$


•

BIBLI OGRA FÍA

Leal, (. L. +?. Principios de composteo. =iotecnología párale aprovechamiento de los desperdicios orgánicos. /omp. &onroyF

•

iniegra. A<4 Editor %. A. 1F. V Leconte, &. /. '6???). El composta#e de residuos agroindustriales. %u actividad biológica.4raba#o "inal de graduación. :acultad de /iencias

•

Agrarias. $.C.C.E.8?p. Peters, 4. 6??8. Bptimiación del aprovechamiento energ!tico de biogás

•

de vertederos. 3ev. 4!c. 3esiduos +8 '2?)O 8;F82. :ennema, B. +8. uímica de los alimentos. Acribia, Waragoa,

•

Espa5a. +?6 p. /ardona, . 6??6. 61?? toneladas diarias de basura buscan

•

acomodarse. 3ev. Amb. El 3eto. ;6O6?F62. Bchoa, A. +-. Aceites esenciales. El aroma de la naturalea. Agencia A$PE/,

$niversidad

del

alle.

httpODDaupec.univalle.edu.coDin"ormesD#ulio-Daceites.html. •

/ali.

EnO /onsultaO

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•

+?+';)O+262Y+2;+. Abraham, E. 3., %. 3amachandran and . 3amalingam. 6??2. =iogasO /an it be an important source o" energyZ. Env. %ci. Pollut. 3es. +; '+)O

•

72F2+. Untermediate 4echnology @evelopment
EnO

tdg.orgDdocsDtechnicalin"ormation[serviceD"ruit[Xasteutilis

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/onsultaO %etiembre 6?+1.

1%

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