Tratamiento de vinazas utilizando levaduras como agentes biológicos

LISANDRO SELUY; MIGUEL A. ISLA

Congreso; Congreso de Ciencias ambientales COPIME 2011; 2011

Los efluentes líquidos de la industria cervecera presentan una alta carga orgánica. Algunos de ellos, como las purgas de los fermentadores, tienen un contenido de alcohol entre el 4-6 % p/v, lo que sumado al tenor de carbohidratos remanentes de la fermentación puede llevar la Demanda Química de Oxígeno (DQO) a valores de del orden de los 180000 mg O2/L. Un procedimiento utilizado disminuir esa carga orgánica consiste en la separación del etanol por destilación, el que después de rectificado puede comercializarse como tal o utilizado para la producción de derivados con valor agregado, como el vinagre. Esa operación deja un residuo (vinaza) cuya DQO es el orden de los 80000-100000 mg O2/L, que usualmente, previo mezclado con corrientes de menor carga orgánica, es tratado en reactores anaeróbicos, por lo general  del tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). En los hervidores de las columnas de destilación en las que se separa el alcohol se dan condiciones de acidez y temperatura favorables para la hidrólisis de los carbohidratos no fermentescibles remanentes del proceso de producción de cerveza, lo que llevó a visualizar este residuo como medio de cultivo de las mismas levaduras responsables de la fermentación alcohólica. De este modo, y a diferencia de lo que sucede en tratamientos convencionales, puede lograrse la disminución de la DQO de las vinazas produciendo biomasa útil, en lugar de “barros” que deben enviarse a tratamiento y disposición final. En este trabajo se ensayó la producción de cepas de levaduras del género Saccharomyces en condiciones aeróbicas, utilizando reactores en escala banco, determinándose la factibilidad técnico-económica de ese proceso. Se hicieron experiencias en modo “batch”, en las que se hizo un seguimiento en el tiempo de la concentración de biomasa y de la DQO del medio. A partir de esa información experimental, se propusieron modelos cinéticos de la producción de levaduras y del decaimiento de la DQO y se obtuvieron los respectivos parámetros, lográndose un excelente ajuste de los resultados experimentales, lo que habilita al diseño de este tipo de reactores a escala industrial. Se estudió asimismo la influencia del agregado de fuentes adicionales de nitrógeno, fósforo, azufre, potasio y zinc sobre la velocidad específica de reproducción y crecimiento de las levaduras y sobre el rendimiento biomasa/sustrato, encontrándose que estos parámetros pueden aumentarse considerablemente mediante una dosificación adecuada de esos nutrientes. De este modo se alcanzaron concentraciones de levadura del orden de los 25 g/L y se logró reducir la DQO del efluente en estudio a un 10 % de su valor original. Los costos del proceso compiten favorablemente con los de los tratamientos convencionales.