Aplicaciones de la cavitación hidrodinámica para el tratamiento de desechos y el agregado de valor a subproductos

FLEITE S. N.; CASSANELLO MIRYAN

Jornada; Segundas Jornadas sobre Herramientas para Implementar Economías Circulares en Procesos Agroindustriales; 2022

La cavitación hidrodinámica es un proceso que consiste en acelerar un líquido de formatal que su presión caiga por debajo de su presión de vapor. En tales condiciones, seproducen burbujas de vacío (“cavitation bubles” o “cavities” en inglés) las cuales, unavez recobrada la presión, colapsan violentamente. Ello permite alcanzar por unbrevísimo período de tiempo temperaturas y presiones enormes, del orden de miles degrados Kelvin y cientos de atmósferas de presión. Estas condiciones extremas provocandos efectos principales: la destrucción de compuestos orgánicos disueltos en el líquidopor ataque radicalario y/o por pirólisis, y la fragmentación y disgregación de cualquiermaterial sólido en suspensión. Sus efectos pueden asimilarse a los del ultrasonido, perocon la ventaja de poder ser escalado sin mayores dificultades para su uso industrial.Dentro del tratamiento de desechos, la cavitación hidrodinámica presenta dos utilidadesprincipales: la destrucción de contaminantes y la extracción de compuestos de interés.Con respecto al primer caso, se halla en activa investigación su uso para la eliminaciónde compuestos orgánicos refractarios (CORs), como colorantes y antibióticos, ya seacomo proceso único o concomitantemente con otro proceso. En este último caso, seaplica la cavitación como forma de intensificación de procesos, mejorando laperformance de un proceso preexistente. Un caso de particular interés es el del procesoFenton, donde junto con agua oxigenada y un catalizador, se logra maximizar laoxidación de CORs.Con respecto a la extracción de compuestos de interés, un caso particularmenteinteresante es el tratamiento de biomasa lignocelulósica residual para la extracción deazúcares digeribles. En tal sentido, la cavitación hidrodinámica permite disgregar elmaterial celulósico de manera tal de mejorar el acceso, en una etapa posterior, a losreactivos empleados para la producción de azucares, como puede ser una enzimacelulasa. Otro proceso de gran interés es la extracción y/o modificación de compuestosde interés, como antioxidantes, lípidos y almidones, donde la cavitación hidrodinámicapermitiría mejorar los rendimientos logrados por técnicas convencionales de extracción,reducir o eliminar el uso de solventes no acuosos, y modificar las propiedades físicas delos compuestos involucrados.