Las fábricas de cerveza no sólo producen cerveza, sino también cantidades considerables de aguas residuales. Estas aguas residuales tienen una composición compleja, desde sustancias orgánicas como azúcar y almidón hasta productos de limpieza y sólidos. El tratamiento eficaz de estas aguas residuales es esencial para cumplir la normativa medioambiental, reducir los costes de explotación y utilizar los recursos hídricos de forma sostenible. Las plantas de biogás, la biofiltración y la ósmosis inversa desempeñan aquí un papel clave, sobre todo en la generación de energía y el reciclado del agua.

Origen de las aguas residuales en el proceso de elaboración de la cerveza

El proceso de fabricación de cerveza es complejo y comprende varias etapas, cada una de las cuales genera flujos de aguas residuales específicos. Estas aguas residuales varían en cantidad, composición y contaminación y requieren planteamientos de tratamiento diferenciados.

1. transformación de la malta

• Remojo y germinación:
  • Durante la producción de malta, el grano se remoja y germina, lo que da lugar a aguas residuales con residuos orgánicos como almidón, azúcar y yemas germinales.
  • Carga: DQO y DBO elevadas debido a sustancias orgánicas.
• Darren:
  • El condensado procedente del secado de la malta contiene compuestos orgánicos volátiles y requiere un tratamiento previo antes de ser vertido o reciclado.

2. maceración

• Residuos del macerado:
  • Cuando la malta y el agua se mezclan para liberar azúcares y enzimas, se producen aguas residuales que contienen compuestos orgánicos disueltos, como almidón, proteínas y polifenoles.
  • Carga: DQO y sólidos finos elevados.

3. ebullición del mosto

• Condensados de la caldera de mosto:
  • El proceso de evaporación para concentrar el mosto produce condensados de vapor que contienen sustancias orgánicas y compuestos volátiles como los alcoholes.
  • Carga: DQO y DBO moderadas; a menudo reutilizables después del tratamiento.

4. fermentación y almacenamiento

• Residuos de fermentación y levaduras:
  • Durante la fermentación, el azúcar se convierte en alcohol y CO₂. El exceso de levadura y las células muertas acaban en las aguas residuales.
  • Contaminación: Alto contenido de biomasa y compuestos orgánicos disueltos.

5. filtración y embotellado

• Residuos de filtración:
  • La filtración de la cerveza produce aguas residuales con partículas finas como tierra de diatomeas, celulosa u otros auxiliares de filtración.
  • Contaminación: Alta concentración de materia en suspensión y contaminación orgánica moderada.
• Relleno:
  • Durante el proceso de llenado, se producen aguas residuales al limpiar botellas, latas y bidones. Éstas contienen agentes limpiadores, tensioactivos y residuos de sustancias orgánicas.
  • Contaminación: Elevada proporción de sustancias químicas y orgánicas.

6. procesos de limpieza (sistemas CIP)

• Limpieza in situ (CIP):
  • El agua de limpieza de depósitos, tuberías y máquinas contiene residuos de productos de limpieza, tensioactivos, ácidos y álcalis.
  • Carga: Valores de pH y concentraciones químicas variables.

7. procesos secundarios

• Circuitos de refrigeración y calefacción:
  • Las aguas residuales de los circuitos de refrigeración suelen contener residuos minerales o bioincrustaciones.
  • Los circuitos de calefacción pueden tener depósitos o residuos químicos de agentes anticorrosivos.

Composición de las aguas residuales

Las aguas residuales de las cervecerías proceden de diversas fases del proceso, como la producción de mosto, la fermentación, el embotellado y los procesos de limpieza. Sus propiedades típicas son

• DQO (demanda química de oxígeno) elevada: 2.000-5.000 mg/L, debido principalmente a sustancias orgánicas como azúcar, almidón y alcohol.
• Volúmenes y composiciones fluctuantes de las aguas residuales: Variable debido a los intervalos de limpieza y a la producción por lotes.
• Alta proporción de sólidos: Granos usados, levadura y residuos de filtración.
• Agentes de limpieza: Tensioactivos, álcalis y ácidos de sistemas CIP (limpieza in situ).

Tratamiento de aguas residuales con plantas de biogás

Las plantas de biogás son una solución eficaz para el tratamiento de aguas residuales de cervecerías altamente contaminadas por sustancias orgánicas. No solo ofrecen una reducción de las sustancias orgánicas, sino también una forma sostenible de generar energía.

Funcionamiento de las plantas de biogás

• Procesos anaeróbicos:
  • Los microorganismos descomponen las sustancias orgánicas en ausencia de oxígeno.
  • Productos finales: Biogás (metano y CO₂) y lodos estabilizados.
• Procedimiento:
  • Reactores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket):
    • Adecuado para corrientes continuas con alta DQO.
    • Acumulación de gránulos que garantizan una elevada actividad biológica.

Ventajas de las plantas de biogás

• Generación de energía:
  • El metano del biogás puede utilizarse en centrales de cogeneración para generar electricidad y calor.
  • Suministro descentralizado de energía para la fábrica de cerveza.
• Reducción de la DQO: > 90 %.
• Ahorro de costes: Reducción de los costes de eliminación de residuos y reducción de los costes energéticos.

Los retos

• Pretratamiento: Eliminación de sólidos como granos usados y levadura para evitar la sobrecarga del sistema.
• Estabilidad operativa: Necesidad de una alimentación uniforme para evitar cargas de choque.

Foto: Nuestro sistema de neutralización ALMA Neutra con tanque de mezcla y ecualización y control automático del valor de pH.