Análisis de un sistema de recuperación de
sólidos y grasas en el agua de bombeo de
una planta de harina y aceite de pescado
Analysis of a solid and fat recovery system in
pumping a water plant of flour and fish oil
Terry caLderón vícTor manueL1 José
candeLa díaZ2 eLva adrianZen
maTienZom
1 E-mail: victor.terry@unfv.edu.pe
2 Facultad de Ocea., Pesquería, Ciencias
Ali-mentarias y Acui.
Universidad Nac. Federico Villarreal
Recibido: abril 18 de 2018 | Revisado: mayo 17 de 2018 |
Aceptado: junio 05 de 2018
re sum e n
Se planteó un algoritmo que permitía determinar el rendimiento
del sistema de mitigación implementado en una planta de elabo-
ración de harina y aceite de pescado con el objetivo de tratar el
agua de bombeo que se vierte al cuerpo receptor (mar), la misma
que causa deterioro al ecosistema. El sistema de mitigación cons-
ta, fundamentalmente, de dos equipos: el tamiz rotatorio (trom-
mel) y la celda de flotación. Sus funciones son el de recuperar los
sólidos en suspensión y el aceite que el agua de bombeo posee y
de esa forma mitigar a este efluente industrial. El análisis se
efectuó evaluando la información obtenida vía experimental de
las composiciones químicas de los efluentes del sistema y em-
pleando como herramientas de análisis la estadística descriptiva y
la aplicación del principio de conservación de la materia. Los
resultados obtenidos fueron los siguientes: partículas recupera-
das en el tamiz rotatorio 0,0682 TM/TM, espuma recuperada en
la celda de flotación 0,0718 TM/TM, agua de bombeo tratada y
enviada al emisor 0,54 TM/TM. La eficiencia del tratamiento
fue: eficiencia en la recuperación de solidos totales 29,44 % y la
efi-ciencia en la recuperación del aceite 57,02%.
Palabras clave: tecnología de mitigación, agua de bombeo,
me-dio ambiente, tecnología de harina y aceite de pescado
ab st r aCt
An algorithm was raised that allowed to determine the perfor-
mance of the mitigation system implemented in a plant for the
elaboration of fishmeal and fish oil with the aim of treating the
pumping water that is poured to the receiving body (sea), the
same that causes deterioration to the Ecosystem. The mitigation
system consists mainly of two equipment: the rotary sieve (trom-
mel) and the flotation Cell. Its functions are to recover the sus-
pended solids and the oil that the pumping water possesses and
thus mitigate this industrial effluent. The analysis was carried out
evaluating the information obtained by experimental of the che-
mical compositions of the effluents of the system and using as
tools of analysis the descriptive statistic and the application of the
principle of conservation of the Matter. The results obtained were
as follows: particles recovered in the rotary sieve 0.0682 tm/ tm,
recovered foam in the flotation cell 0.0718 tm/tm, pumped water
treated and sent to the emitter 0.54 Tm/tm. The efficien-cy of the
treatment was: efficiency in the recovery of total solids 29.44%
and the efficiency in the recovery of the oil 57.02%.
Key words: mitigation technology, pumping water,
environment, fishmeal, technology and fish oil
DOI: http://dx.doi.org/10.24039/cv201861256
| cáTedra viLLarreaL | Lima, perú | v. 6 | n. 1 | 75-89 | enero -Junio | 2018 | issn 2310-4767 75
Terry caLderón vícTor manueL, candeLa díaZ José, maTienZo adrianZen eLva
Introducción
Desde 1957, la pesca extractiva y su pro-
cesamiento para producir harina y aceite de
pescado inicia una expansión asombrosa. En
1963, fue posible una captura masiva y técnica
de la anchoveta (Engraulis ringens J.) y de una
producción de 64 500 toneladas que se incre-
menta a 2 millones en 1969 y a la cifra de 12,3
millones en 1970, colocando al Perú como
primer productor de esa materia en el mundo.
Pero a la par de la sólida columna de ingresos y
provecho, irrumpió también un impacto al
medio ambiente, lo que provocó una fuerte
contaminación marina con sus efluentes, con-
taminación atmosférica con las emanaciones
gaseosas y la concentración desordenada de la
población, con sus problemas de salud públi-ca,
urbanización, servicios, conllevando ries-gos no
solo directos para los servidores de la industria,
sino, por extensión a la comunidad.
En el proceso de elaboración de harina y
aceite de pescado, el agua de mar es empleada
para el transporte del pescado desde la embar-
cación a la planta, en una relación de 1:1 (agua
de mar y pescado) luego esta retorna al mar bajo
el nombre de agua de bombeo que es un efluente
generado en la recepción del pescado en la
planta de harina. (Landeo & Ruiz, 1992). Esta
agua de bombeo presenta una variedad de
sustancias orgánicas denominadas solubles e
insolubles, como son los glóbulos grasos, pro-
teínas, escamas, aminoácidos libres, péptidos,
etc. Los elementos constituyentes del pesca-do
forman grupos versátiles de biopolimeros
complejos con propiedades físico - química y
biológicas únicas.
Si consideramos que en el Perú es la segunda
actividad que aporta contaminantes orgánicos al
medio marino en gran volumen, siendo la pri-
mera las descargas domésticas de las ciudades
costeras, existe una preocupación por parte de
las empresas en el tratamiento primario de sus
residuales. (Hinojosa y Barrera 1998). Teniendo
en cuenta que se emplea una relación de 2 m3
agua de mar por 1 tonelada de pescado y que se
desembarcan cerca de 10 millones de tone-
ladas del recurso como promedio y por lo tanto
se está utilizando 20 millones de m3 de agua de
mar como fluido de transporte, el cual tiene una
composición porcentual promedio: sólido 4,3%,
grasa 1,04% y agua 94,6% por lo que no es so-
metida a tratamiento de recuperación físico y/o
químico, por cada tonelada de materia prima
descargada en poza, se estaría arrojando al mar
contaminándolo 26,392 Kg de sólido orgánico y
23,163 Kg de grasa (Grados, 1996).
Estas sustancias biodegradables son res-
ponsables de la contaminación del ambiente
marino que fue preocupación de los Organis-
mos Internacionales. En el Perú, el Ministerio
de Pesquería en concordancia con el Código
del Medio Ambiente contempla la protección
y conservación del mismo. Con las declara-
ciones de Santiago, la Convención del Mar,
así como la Comisión Permanente del
Pacífico Sur se observa los aspectos de interés
de los principales rectores del medio, asumida
por los países y empresas.
La Ley General de Pesca en el artículo Nº 6
menciona la adopción de medidas necesarias
para prevenir, reducir y controlar los daños o
riesgos de contaminación o deterioro en el
ambiente marino, terrestre y atmosférico. Con
fecha 16 de diciembre de 1994 mediante Reso-
lución Ministerial Nº 478 - 94 -PE, el Minis-
terio de Pesquería fijó los límites permisibles
para estos efluentes y con fecha 05 de abril de
1996 mediante Resolución Ministerial Nº 208 -
96 - PE, los dejó sin efecto, en tanto el IMARPE
precise los límites permisibles por áreas
geográficas, así como se superen las con-
diciones actuales que dificulta el tratamiento del
efluente agua de bombeo, hasta la fecha, los
nuevos límites permisibles no han sido
promulgados (Martínez & Aldave, 1998).
En 1995, se inició el Estudio de Impacto
Ambiental en el cual se exige que las empresas
pesqueras se adecúen al Programa de Adecua-
ción al Medio Ambiente (P.A.M.A). Las Em-
presas Pesqueras implementan sus medidas de
mitigación con la adquisición de Tecnología de
Punta para el tratamiento de sus efluentes
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anáLisis de un sisTema de recuperación de sóLidos y grasas en eL agua de BomBeo de una pLanTa de harina y aceiTe de pescado
para lo cual se recurre al tratamiento primario de
los efluentes que significa la separación de los
sólidos y grasas empleando métodos físi-cos
como son las operaciones de separación por
tamices, flotación y centrifugación (Czysz,
1990) con lo cual se obtiene un efluente libre de
sólidos y grasa que se vierte al mar. Los otros
efluentes como la sanguaza y el agua de cola se
integran totalmente, al proceso de ela-boración
de harina y aceite de pescado.
Se utilizan los resultados de las evaluacio-
nes químicas que se dan en cada operación del
proceso productivo. Estas evaluaciones debe-
rán ser tratadas en forma estadística para pos-
teriormente, aplicando el principio de conser-
vación de la materia (Himmelblau, 1994) de-
terminar el rendimiento teórico y compararlo
con el práctico a fin de obtener un valor índice
comparativo que determinará el rendimiento
operativo de dichos equipos y plantear ade-más
un instructivo para analizar los datos que se
obtienen del proceso productivo.
El análisis del sistema plantea los
siguientes objetivos:
• La determinación de la composición quí-
mica en todas las operaciones en donde la
tecnología de mitigación ha sido instalada.
• Determinación estadística de valores
cen-trales promedios para su estudio y
prueba de t student (Quezada, 2010).
• Planteamiento de un balance de
materia en el proceso de recuperación.
• El estudio de los rendimientos del
sistema implementado.
Materiales y Método
Materia prima
El recurso empleado fue la anchoveta (Engrau-
lis ringens J.) en una Planta de Harina y Aceite
de Pescado que elabora harina de tipo Prime.
La unidad experimental
La unidad experimental que se utilizó para
el tratamiento primario del agua de
bombeo comprende los siguientes
principales equi-pos:
Tamiz rotatorio (trommel)
Para la recuperación de los sólidos en suspen-
sión del agua de bombeo, la planta cuenta con
un equipo de las siguientes características:
Marca Contra Shear, modelo 15/40 B, diáme-
tro 1,55 m, largo de la zona filtrante 4,32 m,
altura total 1,73 m, largo total 5,40 m ancho
total, 2,03 m. El equipo es un tamiz rotatorio,
construido de acero inoxidable, donde se re-
cuperan sólidos mayores a 1 mm Unidad de
Microburbujas, celda de flotación
El agua que ha sido filtrada en el tamiz rota-
torio fluye hacia la unidad de microburbujas,
que es un recuperador de sólidos y aceite, de-
nominado sistema DYAF (celda de flotación
con inyección de microburbujas), y tiene las
siguientes características:
Marca: Taylor, modelo TEI – DYAF –
100, ca-pacidad 600 m3 /h
El sistema de tratamiento del agua de
bom-beo se puede observar en la Figura 1,
donde se muestra la obtención del agua de
bombeo, como un efluente industrial y las
respectivas operaciones de recuperación
de sólidos y acei-te y la descarga del agua
de bombeo tratada hacia el cuerpo
receptor mediante un emisor submarino.
Las principales operaciones son las siguientes:
descarga, desaguador estático, tamizado em-
pleando el trommel, la celda de flotación por
microburbujas y el emisor submarino.
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a Pescado desaguado
b Agua de bombeo
c Partículas en suspensión (mayor a 1 mm) recuperadas en el tamiz rotatorio (trommel)
d Agua de bombeo saliendo del tamiz rotatoria e ingresando a la celda de flotación
e Espuma recuperada de la flotación (celda) formada por sólidos (menores a 1 mm) en Suspensión y
grasa
f Agua de bombeo con tratamiento primario al emisor
submarino g Agua de bombeo diluida en el cuerpo receptor
Figura 1. Sistema de tratamiento del agua de bombeo
Identificación de efluentes
Los siguientes efluentes fueron objeto de
muestreo:
• Agua de bombeo (punto b, en el
Diagrama de flujo)
• Partículas recuperadas en el Tamiz
rotatorio (punto c) (Trommel)
• Agua de Bombeo a la salida del
Tamiz rotatorio (punto d) (Trommel)
• Espuma recuperada en la celda de
flotación (punto e),
• Agua de bombeo a la salida de la
celda de flotación e enviada al
emisario submarino (punto f).
Análisis químicos
Los parámetros evaluados fueron de
acuerdo al Protocolo de Monitoreo de
Efluentes de la Industria Pesquera de
Consumo Humano Indirecto según la
Resolución Ministerial N° 721-97-pe, Lima,
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anáLisis de un sisTema de recuperación de sóLidos y grasas en eL agua de BomBeo de una pLanTa de harina y aceiTe de pescado
14 de noviembre de 1997, donde se
describe la metodología de trabajo.
Estos parámetros fueron: SÓLIDOS
TOTALES (ST).También considerados
como residuo total, formados por partículas
orgánicas e inorgánicas (El contenido de
humedad sale de la diferencia de peso de la
muestra y el contenido de Sólidos Totales),
y aceites y grasas, que de acuerdo a la
Resolución Ministerial son métodos
aplicables a aguas de bombeo, desagüe y
sanguaza o efluentes industriales
El algoritmo del sistema
El algoritmo planteado para el trabajo está
planteado en la Figura 2 que sintetiza el
diseño experimental.
Figura 2. Algoritmo del sistema
Resultados
Tamaño de la muestra
De acuerdo a la ecuación:
N 3, 84.
p.q e2
Dónde:
N: Tamaño de la muestra
p: Casos favorables del proceso (%)
q: Casos desfavorables del proceso (%)
e: error permisible
Al ser un procedimiento industrial
sometido a control de operación se
considera que un 95% está regulado.
Sustituyendo valores en la ecuación tenemos:
N 3, 84(95)(5)
18.24 102
N 19.muestras
Se requiere un mínimo de 19 muestras
equivalentes a los días de trabajo. Para el
presente estudio se programaron 23
muestras en 23 días
El modelo matemático
El modelo matemático propuesto es del
tipo fenomenológico (Ayala & Pardo,
1995), el cual se fundamenta en el principio
de conservación de la materia y en los dos
primeros términos de la serie de Taylor.
El agua de bombeo con un flujo másico de
entrada (me) y una composición en sólidos
totales (xs), grasa (xg) y humedad(xh), ingresa a
un sistema de tratamiento primario compuesto
por un tamiz rotatorio y una celda de flotación,
donde se recupera un material particulado (m) y
espuma (m1) dando una masa total tal como M,
la cual tiene una composición de sólidos
totales(Ms), grasa (Mg) y humedad (Mh), para
ingresar al procesamiento de harina y aceite de
pescado y evacuando al emisor submarino un
efluente de agua de bombeo tratada (ms), con
una composición de sólidos totales (ms1), grasa
(mg1) y humedad (mh1). Himmelblau (1994).
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Figura 3. Estructura del modelo
Tabla 1
Modelo matemático
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Para un tiempo tal como t=∆t, la ecuación
para en flujo másico planteada y basado en el
principio (Entradas - Salidas = Acumulación.)
Simplificando la ecuación propuesta queda
En las operaciones no se presentan
acumulación del valor dm/dt= 0, por lo cual la
Tabla 2
Fórmulas estadísticas de tratamiento de datos
ecuación (2) queda:
me ms (3)
El valor medio de los datos obtenidos
Los datos de agua de bombeo, partículas
recuperadas en el trommel y espuma obtenida en
las celdas de flotación, y agua de bombeo tratada,
se analizaron estadísticamente como sigue:
Análisis de los datos de agua de bombeo,
partículas recuperadas en el Trommel y espuma ob-
tenida en las celdas de flotación, y agua de bombeo
tratada se analizó de acuerdo al análisis estadístico:
Prueba de significación e hipótesis para
las diferencias medias
Se determinó, estadísticamente, si existían
diferencias significativas, entre la composición
del agua de bombeo que ingresaba al sistema de
mitigación y el agua de bombeo tratada en el
tamiz rotatorio y la celda de flotación.
Esto indicaba que debía analizarse el
contenido de sólidos totales y grasa del
agua de bombeo que ingresaba al sistema y
del agua de bombeo tratada que se enviaba
al emisor submarino, y esto es posible
aplicando una prueba de significación para
diferencias de las medias. Los datos que se
analizaron corresponden a 23 muestras de
agua de bombeo dividida en dos etapas del
proceso:
• Ingreso al sistema de mitigación
como agua de bombeo.
• Salida de la celda de flotación al emisor
submarino después del tratamiento.
El cálculo se hizo efectivo utilizando el
programa Excel y de acuerdo a la Tabla 1
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Tabla 3
Valores de contenido de grasa y sólidos
totales de los efluentes que ingresan y
salen del sistema de mitigación.
AGUA DE BOMBEO AGUA DE BOMBEO
A EMISOR
Dia
%G
%ST
%G
%ST
1
1.24
6.59
0.67
5.22
2
2.08
7.02
1.52
5.48
3
2.3
6.3
1.71
4.2
4
1.18
5.64
0.77
4.97
5
1.78
7.48
1.15
5.66
6
1.45
6.77
1.09
4.97
7
1.27
7.74
0.72
5.06
8
1.97
6.13
0.86
4.81
9
2.56
6.78
0.83
4.47
10
5.8
8.86
2.17
7.06
11
1.25
6.52
0.75
4.56
12
2.05
8.91
0.12
4.5
13
0.78
5.17
0.32
4.21
14
3.07
8.2
1.99
6.56
15
0.85
5.99
0.31
4.82
16
2.03
6.76
0.64
4.87
17
1.49
7.71
0.2
4.28
18
0.67
4.62
0.34
4.12
19
3.58
9.59
2.15
6.43
20
0.69
4.87
0.43
4.34
21
0.52
4.81
0.35
4.25
22
0.75
4.76
0.39
4.35
23
0.82
5.08
0.57
4.45
en la recuperación del contenido de grasa,
a un nivel de significación del 5%, las
medias son iguales.
1
2
Aplicando el programa Excel, se obtuvo
el siguiente resultado que se muestran en
la siguiente Tabla.
Tabla 4
Prueba t para medias de dos muestras
emparejadas, para el contenido de grasa
AGUA DE
VALORES
AGUA DE
BOMBEO A
ESTADÍSTICOS
BOMBEO
EMISOR
SUBMARINO
Media
1,746956522
0,87173913
Varianza
1,428203953
0,394178656
Observaciones
23
23
Grados de
44
libertad
Estadístico t
3,109281736
P(T<=t) una
0,001642321
cola
Valor crítico de t
1,680230071
(una cola)
La prueba t, para medias de dos muestras
emparejadas para el contenido de grasa en el
agua de bombeo y el agua de bombeo que
sale después del tratamiento en el sistema, se
plantearon las siguientes hipótesis:
Hipótesis nula (Ho)
No existen diferencias significativas en
el tratamiento realizado sobre el agua de
bombeo en la recuperación del contenido
de grasa, a un nivel de significación del
5%, las medias son iguales
1
2
Hipótesis alterna (H)
Existen diferencias significativas en el
tratamiento realizado sobre el agua de bombeo
Prueba de hipótesis
p< t0,05
Siendo el valor crítico para una cola menor
que el estadístico, se rechaza la hipótesis nula.
Se llega a la siguiente conclusión
Conclusión: Existen diferencias
significativas a un nivel de significación
del 0,05, en el contenido de grasa entre los
efluentes: agua de bombeo y el tratado en
el sistema de mitigación.
La prueba t, para medias de dos muestras
emparejadas para el contenido de sólidos
totales en el agua de bombeo y el agua de
bombeo que sale después del tratamiento,
se plantearon las siguientes hipótesis:
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Hipótesis nula (Ho)
No existen diferencias significativas en el
tratamiento realizado sobre el agua de bombeo
en la recuperación del contenido de sólidos
totales, a un nivel de significación del 5%.
Hipótesis alterna (H)
Existen diferencias significativas en el
tratamiento realizado sobre el agua de bombeo
en la recuperación del contenido de sólidos
totales, a un nivel de significación del 5%.
1
2
El resultado de aplicar el programa Excel
se muestra en la Tabla siguiente
Tabla 5
Prueba t para medias de dos muestras emparejadas, para el contenido de sólidos totales
VALORES ESTADÍSTICOS
AGUA DE BOMBEO
AGUA DE BOMBEO A
EMISOR SUBMARINO
Media
6,62173913
4,940869565
Varianza
2,044169565
0,656881028
Observaciones
23
23
Grados de libertad
44
Estadístico t
4,904
P(T<=t) una cola
6,59541E-06
Valor crítico de t (una cola)
1,680230071
Prueba de hipótesis
p< t0,05
Siendo el valor crítico para una cola menor
que el estadístico, se rechaza la hipótesis
nula, obteniéndose la siguiente conclusión:
Conclusiones
Existen diferencias significativas a un nivel
de significación del 0,05, en el contenido de
sólidos entre los efluentes: agua de bombeo
y el tratado en el sistema de mitigación.
De acuerdo al análisis estadístico, se
encuentra que existen diferencias
significativas entre la composición del
agua de bombeo a la entrada del sistema y
al agua de bombeo tratada y enviada al
emisor submarino, lo cual implica que se
aplica el principio de conservación de la
materia (entradas=salidas)
Planteamiento del balance de materiales
para el sistema de mitigación
Figura 4. El planteamiento del balance de materiales está de acuerdo a la composición de los flujos de entrada y
salida de cada operación unitaria que conforma el sistema de mitigación (tamiz rotatorio y celda de flotación).
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Basándonos en el principio de conservación
de la materia se plantearon las ecuaciones
lineales del sistema, considerando los
valores proporcionados vía experimental y
consignados en las siguientes tablas.
Tabla agua de bombeo que ingresa al
Trommel (AB), Partículas recuperadas en el
Trommel, y agua de bombeo tratada (AB1)
Tabla 6
Valores químicos del agua de bombeo, partículas recuperadas y agua de bombeo tratada
que salen del trommel
Tabla 7
Agua de bombeo que ingresa a la celda de flotación (AB1), se recupera la espuma (E ) y
se envía el agua de bombeo tratada al emisor submarino (A )
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Entradas = Salidas
Se ha considerado como base de cálculo: :
100 TM de agua de bombeo
AB = 100 TM
Para la operación de filtración se establece
el balance por componentes: Ecuación
general
P+AB1=AB
Ecuación de contenido de humedad:
Ecuación para el contenido de sólidos totales
Para la operación de flotación se
estableció el balance por componentes
Ecuación general
AB2+E =AB1
Ecuación para el contenido de humedad
Ecuación para el contenido de sólidos totales
Tabla 8
Resultado del Balance de materiales
Con lo cual se estructuró un sistema de
cuatro ecuaciones x cuatro incógnitas, la
cuales se organizaron de la forma siguiente:
Formándose la matriz
Resultados
Utilizando software matemático Mathcad
2014 para resolver la matriz aplicada a las
23 muestras, se calcula de esa forma los
flujos de entrada y salida de las operaciones
unitarias del sistema de mitigación. Los
resultados fueron los siguientes:
BASE DE
AGUA DE BOMBEO
AGUA DE BOMBEO
CALCULO
PARTICULAS
ESPUMA
ENVIADA A
INGRESANDO
(TM )
RECUPERADAS
RECUPERADA
EL EMISOR
DÍA
A LA CELDA DE
AGUA DE
(P)
(E)
SUBMARINO
FLOTACIÓN (AB1)
BOMBEO
(TM)
(TM)
(AB2)
(TM)
(AB)
(TM)
1
100
8,87
91,13
2,46
88,66
2
100
4,80
95,20
5,51
89,69
3
100
4,52
95,48
7,24
88,24
4
100
6,10
93,89
3,32
90,56
5
100
1024
89,75
3,44
86,30
6
100
1,87
98,13
9,11
89,02
7
100
4,22
95,77
14,07
81,69
8
100
0,23
99,77
6,16
93,60
9
100
5,65
94,34
8,24
86,16
10
100
18,71
91,29
4,08
87,20
11
100
3,99
96,00
6,82
89,17
12
100
16,33
83,67
24,79
58,87
13
100
1,83
98,16
3,06
95,09
14
100
5,97
94,03
4,32
89,70
15
100
5,79
94,27
0,88
93,39
16
100
5,50
94,50
0,85
93,64
17
100
4,59
95,40
9,57
85,82
18
100
9,68
91,13
21,17
71,78
19
100
9,38
90,62
1,43
59,18
20
100
4,98
95,01
3,23
91,77
21
100
4,45
95,54
6,13
90,90
22
100
8,82
91,17
8,54
84,45
23
100
10,45
89,54
10,89
80,19
2300
156,97
2153,79
165,31
1965,07
| cáTedra viLLarreaL | v. 6 | no. 1 | enero -Junio | 2018 | 85
Terry caLderón vícTor manueL, candeLa díaZ José, maTienZo adrianZen eLva
Razón de partículas (P), espuma (E ), agua de
bombeo saliendo del Trommel (AB1), y el agua
de bombeo saliendo de la celda de flotación y
enviada al emisor submarino (AB2)
Para las partículas recuperadas en el tamiz
rotatorio se obtuvo el siguiente valor:
Para las partículas más grasa, recuperadas
en la celda de flotación se obtuvo el
siguiente valor:
El agua de bombeo que sale del tamiz
rotatorio tiene el siguiente valor:
El agua de bombeo tratada, y enviada al
emisor submarino tiene el siguiente valor:
Tabla 9
Cálculo de la eficiencia de recuperación de sólidos
Eficiencia del sistema de recuperación
de sólidos y grasa
El cálculo se fundamenta en lo siguiente:
• Aplicación del principio de
conservación de materias
• Entradas = Salidas
• Para las entradas sé considerado como base
23 días de muestreo, considerando como
base de cálculo 100 TM con su respectivo %
de sólidos totales que involucra ( proteínas
+sales minerales + grasa) Tabla 25.
• Para las salidas se consideró también los
23 días de muestreo, y para cada día se
calculó mediante el balance de materiales
la cantidad de agua de bombeo tratada que
se vierte al medio receptor a través del
emisor submarino, con su respetivo
análisis de sólidos totales (proteínas +
sales minerales + grasa).
Planteamiento de la ecuación
• Sea STe : Sólidos totales presente en
el agua de bombeo
• Sea STs : Sólidos totales presente en
el agua de bombeo tratada e enviada
al emisor submarino
• Sea ξ : % de eficiencia del sistema
• Sea
AGUA DE BOMBEO
%ST
S
SOLIDOS
AGUA DE
%ST
E
SOLIDOS
TOTALES DE
A EMISOR
AGUA DE
BOMBEO
AGUA DE
TOTALES
SUBMARINO
BOMBEO A
AGUA DE
AB (TM)
BOMBEO
ST
E
BOMBEO
AB2 (TM)
EMISOR
100
5.60
5,60
88,66
5,22
ST
S
4,63
100
5.60
5,60
89,69
5,13
4,60
100
5.77
5,77
88,24
5,41
4,77
100
4.86
4,86
90,56
4,51
4,08
100
6.31
6,31
86,30
5,57
4,81
100
6.56
6,56
89,02
4,97
4,42
100
7.22
7,22
81,69
5,06
4,13
100
6.10
6,10
93,60
4,81
4,50
100
6.05
6,05
86,16
4,47
3,85
100
6.66
6,66
87,20
6,02
5,25
100
6.10
6,10
89,17
4,56
4,07
100
6.96
6,96
58,87
4,50
2,65
100
4.90
4,90
95,09
4,21
4,00
100
7.47
7,47
89,70
6,53
5,86
100
5.02
5,02
93,39
4,82
4,50
100
5.13
5,13
93,64
4,87
4,56
100
6.79
6,79
85,82
4,28
3,67
100
4.70
4,70
71,78
4,99
3,58
100
5.49
5,49
59,18
5,13
3,04
100
5.35
5,35
91,77
4,34
3,98
100
5.87
5,87
90,90
4,25
3,86
100
5.70
5,70
84,45
4,38
3,70
100
5.61
5,61
80,19
4,12
3,30
Total
135,82
Total
95,81
86 | cáTedra viLLarreaL | v. 6 | no. 1 | enero -Junio | 2018 |
anáLisis de un sisTema de recuperación de sóLidos y grasas en eL agua de BomBeo de una pLanTa de harina y aceiTe de pescado
• STe = 135,82 TM sólidos totales
en el agua de bombeo
• STs = 98,81 TM sólidos totales en agua
de bombeo enviada al emisor submarino
• (STe – STs) = 135,82 – 98,81 TM
de sólidos totales recuperados
Tabla 10
Cálculo de la eficiencia de recuperación en aceite
Aplicando la ecuación:
Se obtuvo una eficiencia en la
recuperación de los sólidos totales de:
AGUA DE BOMBEO (AB)
AGUA DE BOMBEO A EMISOR
(AB2)
Día
TM
%G
Total
TM
%G2
Total
Grasa(G) TM
Grasa(G2) TM
1
100
1.24
1.24
88.66
0.67
0.59
2
100
2.08
2.08
89.69
1.52
1.36
3
100
2.3
2.3
88.24
1.71
1.51
4
100
1.18
1.18
90.56
0.77
0.70
5
100
1.78
1.78
86.3
1.15
0.99
6
100
1.45
1.45
89.02
1.09
0.97
7
100
1.27
1.27
81.69
0.72
0.59
8
100
1.97
1.97
93.6
0.86
0.80
9
100
2.56
2.56
86.16
0.83
0.72
10
100
5.8
5.8
87.2
2.17
1.89
11
100
1.25
1.25
89.17
0.75
0.67
12
100
2.05
2.05
58.87
0.12
0.07
13
100
0.78
0.78
95.09
0.32
0.30
14
100
3.07
3.07
89.7
1.99
1.79
15
100
0.85
0.85
93.39
0.31
0.29
16
100
2.03
2.03
93.64
0.64
0.60
17
100
1.49
1.49
85.82
0.2
0.17
18
100
0.67
0.67
71.78
0.34
0.24
19
100
3.58
3.58
59.18
2.15
1.27
20
100
0.69
0.69
91.77
0.43
0.39
21
100
0.52
0.52
90.9
0.35
0.32
22
100
0.75
0.75
84.45
0.39
0.33
23
100
0.82
0.82
80.19
0.57
0.46
Total
2300
40.18
1965.07
17.03
Ge : 40,18 TM
grasa en el agua de bombeo
Gs : 17,03 TM
grasa enviada al emisor submarino
Se obtiene una eficiencia en la recuperación de aceite de:
| cáTedra viLLarreaL | v. 6 | no. 1 | enero -Junio | 2018 | 87
Terry caLderón vícTor manueL, candeLa díaZ José, maTienZo adrianZen eLva
Discusión
Los estudios expuestos en los resultados
realizados de acuerdo a una programación
se-cuencial (algoritmo) permitieron
determinar la composición química de los
flujos que in-tervienen en el proceso basado
en 23 muestras realizadas durante el
periodo de producción (Quezada, 2010).
Estos comprenden la determinación de
contenido de humedad, grasa, sólidos
totales y sólidos. En concordancia con los
métodos de análisis químicos propuestos
en el protocolo proporcionado por el
Ministerio de la Produc-ción y expuesto
en el capítulo de Materiales y Métodos.
Los análisis estadísticos realizados com-
prenden, según el programa o algoritmo, la
determinación de los valores centrales (com-
posición de los efluentes del sistema de miti-
gación) de acuerdo a la estadística descriptiva
(promedio, varianza y desviación estándar, y
los respectivos límites de confianza al 95%)
Quezada (2010). Posteriormente, se efectuó
una prueba de hipótesis para las medias, a fin
de comprobar si existen diferencias significa-
tivas, en el tratamiento del agua de bombeo.
La prueba de hipótesis determinó que es
necesario continuar con el algoritmo. Con-
cluido el análisis de la información se pro-
cedió al tratamiento de la misma a través del
modelo matemático propuesto y de acorde
con la programación presentada en Materia-
les y Métodos.
La aplicación del principio de conservación
de la materia nos permitió definir el respecti-vo
balance de materiales, con lo cual se de-terminó
cuantitativamente los respectivos va-lores de los
flujos que ingresan y salen de cada operación
del tratamiento primario del agua de bombeo
(Himmelblau, 1994). Para tal fin, se utilizó el
Software Mathcad 2014, empleado en
ingeniería que determina el flujo de ingreso y
salida a cada operación unitaria del sistema de
mitigación.
Era importante, el poder calcular la efi-
ciencia del sistema, en la recuperación de los
sólidos totales (proteínas, grasa, cenizas) y
del aceite, esto se hizo factible conociendo la
composición química a la entrada y salida del
agua de bombeo al sistema de mitigación. Se
hace notar que siendo el sistema de mitiga-
ción un tratamiento primario (físico), no se
logra la recuperación de los materiales orgá-
nicos solubles (proteínas, péptidos, aminoá-
cidos, etc.)
Aplicando la técnica de muestreo para el
presente trabajo se determinó un requerimien-to
de 23 muestras como mínimo, aplicadas al azar
y bajo un equivalente de una muestra por día,
sin considerar el tiempo que permanece el
pescado en la bodega de la embarcación. (El
estudio hace el análisis en base a 23 muestras).
La composición química de los efluentes se
empleó para realizar el respectivo balance de
materias, determinándose de esa forma los
flujos que ingresan y salen de cada operación
unitaria del sistema de mitigación. Como era de
esperarse los valores obtenidos en la com-
posición química del agua de bombeo, partícu-
las recuperadas, agua de bombeo que ingresa a
la celda de flotación y agua de bombeo que se
envía al emisor submarino son variados y no se
pudo encontrar una correlación estadística entre
los respectivos parámetros.
La aplicación del principio de
conservación de la materia permite obtener
valores de los flujos de entrada y salida a cada
operación uni-taria del sistema de mitigación.
Esto es factible planteando las respectivas
ecuaciones lineales del sistema, y aplicando el
software respecti - vo (Mathcad 2014). Se
obtuvo los resultados globales para una base
de cálculo de 100 TM de agua de bombeo por
día y por 23 días de muestreo:
La eficiencia del sistema de mitigación con-
formado por el tamiz rotatorio (trommel) y la
celda de flotación proporciona los siguientes
valores mostrados a continuación: se recupera
88 | cáTedra viLLarreaL | v. 6 | no. 1 | enero -Junio | 2018 |
anáLisis de un sisTema de recuperación de sóLidos y grasas en eL agua de BomBeo de una pLanTa de harina y aceiTe de pescado
el 22,44% de los sólidos totales, y el
57,62% de la grasa.
Los estudios efectuados difieren de los
presentados por la CONAM- USAID (2000)
debido a que no aplicaron la metodología de
trabajo basado, fundamentalmente, en el
prin-cipio de conservación de la materia, lo
cual nos permite contrastar,
metodológicamente, el trabajo de ellos.
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