A Report of the Office of Environment and Natural Resources Bureau for Global Programs United States Agency for International Development

DIAGNOSTICO DE PREVENCION DE LA CONTAMINACION Embotelladora de Refrescos

FINAL REPORT

Prepared for: Hagler Bailly Consulting, Inc. 1530 Wilson Blvd., Suite 900 Arlington, VA 22209-2406 HBI Reference No. TR-96-160 4701-409 Proyecto de Prevención de la contaminación (EP3) Project Number 936-5559 Contract Number PCE-5559-Q-00-3021-00 December 1996

INDICE CAPITULO 1: Resumen ejecutivo CAPITULO 2: Objetivos CAPITULO 3: Información de base 3.1 Descripción del proceso 3.2 Consumo de agua y generación de aguas residuales 3.3 Costo del agua 3.4 Flujo y carga contaminante del efluente actual 3.5 Problemas ambientales CAPITULO 4: Análisis y Recomendaciones 4. 1 Medidas de conservación de agua 4.1.1 Reducir el uso de agua de enjuague en la máquina lavadora de botellas disminuyendo el arrastre de la solución de cáustica del último tanque de NaOH 4.1.2 Optimizar el uso del agua de enjuague en la máquina lavadora de botellas 4.1.3 Controlar la cantidad de agua empleada para el retrolavado del filtro de velas 4.1.4 Reducir los requerimientos para la limpieza de los tanques de jarabe final 4.1.5 Reparar las fugas de agua 4.1.6 Regular el flujo del agua de enfriamiento de los sellos de las bombas 4.2 Reducción de DBO en el efluente 4.2.1 Evitar el ingreso de jarabe, de la primera evacuación del agua de lavado y de refrescos fuera de normas, al efluente 4.2.2 Reducir la cantidad de jarabe desperdiciado durante la colección de muestras en los tanques de jarabe final 4.3 Reducir el consumo de carbón activado granular (GAC) usado en el tratamiento de agua 4.4 Efectos de las medidas de prevención de la contaminación en el costo de la futura planta de tratamiento de aguas residuales 4.5 Efecto de las medidas de prevención de la contaminación en la calidad del efluente de la planta 4.6 Oportunidades y temas misceláneos CAPITULO 5: Análisis de Relaciones Críticas CAPITULO 6: Observaciones y Conclusiones APENDICES

CAPITULO 1 RESUMEN EJECUTIVO Embotelladora X, es una de las más importantes industrias de refrescos en País X y opera plantas embotelladoras en varios de los centros urbanos más importantes del país. Su planta en Ciudad X, la cual participó en el proyecto EP3 y es el tema en el presente informe, produce y provee productos de la marca Coca Cola, además de otros pocos productos locales. La producción de las dos líneas de embotellado alcanza actualmente 40,200 m3 de bebidas carbonatadas por año y se espera un crecimiento anual de un 12% en los próximos cinco años. La empresa se encuentra en proceso de modernizar su planta con la instalación de una nueva máquina lavadora de botellas y cajas, y la construcción de una nueva sala de jarabes. La empresa está también planificando construir en el futuro cercano una planta de tratamiento de aguas residuales para que sus efluentes puedan cumplir con la Ley del Medio Ambiente, así como con los requisitos establecidos por la casa matriz, para sus efluentes. La auditoría de prevención de la contaminación en esta planta fue realizada la en diciembre por un equipo compuesto por ingenieros y un especialista, en este tipo de industria, de EP3. El esfuerzo de colaboración entre el equipo de EP3 y el personal de la planta condujo a la identificación de nueve oportunidades significativas de prevención de la contaminación, las que se encuentran resumidas en la tabla 1. Si se las implementa en forma completa, las medidas de prevención de la contaminación podrán: <

reducir en 90,000 US$ el costo de construcción y equipamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales planificado, como resultado de la reducción del volumen del efluente de la planta, en 236 m3/día (o 32%);

<

reducir el consumo actual de agua en 134 m3/día (o 21%), lo que produciría un ahorro anual de 10,400 US$;

<

incrementar la producción actual de refrescos en 28,000 litros/año, como resultado de la reducción de pérdidas de materia prima en las operaciones de producción de jarabe final;

<

Disminuir el consumo de carbón activado granular en el sistema de tratamiento de agua en 7,100 US$/año;

<

reducir la carga de DBO5 en el efluente en por lo menos 50% o 2,625 kg/mes;

<

reducir la descarga de la sal ablandadora de agua, al efluente, en 7,000 kg/año.

RESUMEN DE OPCIONES DE PREVENCION DE LA CONTAMINACION Sección Número

Recomendación de Prevención de la contaminación

Beneficios

Costo de Implementa ción

Beneficios financieros

4.1.1

Reducir el uso de agua de enjuague en la máquina lavadora de botellas disminuyendo el arrastre de la solución cáustica del último tanque de NaOH.

Χ Reducir el consumo de agua y la generación de aguas residuales. Χ Reducir la carga de SDT en el efluente de la planta.

Moderado

Χ 2,680 USD/año bajando el uso de agua. Χ Ver 4.4 para la reducción en el costo del sistema de tratamiento.

4.1.2

Optimizar el uso del agua de enjuague en la máquina lavadora de botellas.

Χ Reducir el consumo de agua y la generación de aguas residuales. Χ Reducir la carga de SDT en el efluente de la planta.

Moderado

Χ 4,030 USD/año bajando el uso de agua. Χ Ver 4.4 para la reducción en el costo del sistema de tratamiento.

4.1.3

Controlar la cantidad de agua empleada para el retrolavado del filtro de velas.

Χ Reducir el consumo de agua y la generación de aguas residuales. Χ Bajar la magnitud del pico de flujo de la planta.

500 USD

Χ 1,660 USD/año bajando el uso de agua. Χ Ver 4.4 para la reducción en el costo del sistema de tratamiento.

4.1.4

Reducir los requerimientos de limpieza de los tanques de jarabe final.

Χ Reducir el consumo de agua y la generación de aguas residuales. Χ Incrementar la producción de refrescos. Χ Reducir la carga de DBO en el efluente de la planta.

Moderado

Χ 1,020 USD/año bajando el uso de agua. Χ Incrementando la producción de refrescos en 17,000 lit/año Χ Ver 4.4 para la reducción en el costo del sistema de tratamiento

4.1.5

Arreglar las fugas de agua.

Χ Reducir el consumo de agua y la generación de aguas residuales.

50 USD

Χ810 USD/año bajando el uso de agua Χ Ver 4.4 para reducción en el costo del sistema de

Período de repago

tratamiento 4.1.6

Regular el flujo de la bomba de agua de enfriamiento de los sellos de las bombas

Χ Reducir el consumo de agua y la generación de aguas residuales.

Pequeño

Χ 180 USD/año bajando el uso de agua Χ Ver 4.4 para reducción en el costo del sistema de tratamiento

4.2.1

Evitar el ingreso de jarabe, del primer chorro de agua de lavado y de las bebidas fuera de normas al efluente

Χ Reducir la carga de DBO en el efluente de la planta. Χ Reducir el costo de operaciones de la planta de tratamiento.

Pequeño

Χ La reducción en el costo de operaciones del tratamiento de aguas residuales que resulta de la reducción del 50% en DBO, no puede ser cuantificada en este momento.

4.2.2

Evitar el ingreso de jarabe, del primer chorro de agua de lavado y de las bebidas fuera de normas al efluente

Χ Incrementar la producción de refrescos. Χ Reducir la carga de DBO en el efluente de la planta.

Pequeño

Χ Incrementar la producción de refrescos de la planta en 11,200 lit/año

4.3

Reducir el consumo de carbón activado granular (GAC) usado en el tratamiento de agua

Χ Reducir la compra de carbón activado granular (GAC). Χ Reducir la generación de residuos sólidos.

7,000 USD

Χ 7,100 USD/año por reducción en las compras de GAC.

4.4

Efecto de las medidas de prevención de la contaminación en el costo de la futura planta de tratamiento de aguas residuales

Χ Reducir el costo de construcción y equipamiento de la futura planta de tratamiento de aguas residuales.

Ver Secciones 4.1.1 a 4.1.6

Χ 90,000 USD ahorrados en el costo de construcción del sistema de tratamiento.

4.5

Efecto de las medidas de prevención de la contaminación en la calidad del efluente

Χ Reducir el costo de operación del sistema de tratamiento de aguas residuales (energía, reactivos, disposición de lodos)

Χ La reducción en el costo de operaciones del tratamiento de aguas residuales que resulta de la reducción del 50% en DBO, no puede ser cuantificada en este momento.

~ 1 año

CAPITULO 2 OBJETIVOS The EP3 Project The Agency for International Development (AID) is implementing an environmental prevención de la contaminación project (EP3) worldwide. EP3 is designed to operate directly with industry groups to provide technical assistance in prevención de la contaminación, waste minimization and clean technologies. Technical assistance is delivered in the form of: 1) diagnostic studies of selected industries conducted by US and local experts, 2) recomendaciones on measures to minimize pollution through the use of clean technologies, 3) training and information on EP3 practices, 4) tours by local experts to the US to meet with their industrial counterparts that have successfully prevención de la contaminación measures, and 5) dissemination of effective experiences in the program. The EP3 project is being implemented worldwide through the services of a contractor, Hagler Bailly Consulting, Inc., in addition to 16 sub-contractors. The EP3 Project uses the services of paid or pro-bono experts and environmental and regulatory experts from the US Environmental Protection Agency (EPA).

The EP3 Assessment The objective of the EP3 assessments is to identify cleaner producción options which (1) reduce the quantity of raw materials, chemicals and agua used in the manufacturing process, and thereby reduce industrial pollution and worker exposure to toxic substances; (2) demonstrate the environmental and economic value of cleaner producción practices; and (3) improve manufacturing competitiveness and producto quality. The assessment focuses on the technical aspects of prevención de la contaminación and is not intended to be a comprehensive evaluation of the safety and health impacts or considerations of the plant's operation. The assessment also does not address general business and management practices such as accounting procedures, data gathering, and data analysis. This report provides information on how to achieve and maintain prevención de la contaminación changes at the facility and serves as a first step in developing a sustainable prevención de la contaminación program at the facility.

CAPITULO 3 INFORMACION DE BASE

3.1 Descripción del proceso La descripción general de la planta y de las operaciones de proceso relacionadas con la auditoría de prevención de la contaminación se encuentra en el informe de pre-evaluación. Este documento se incluye como Apéndice A y contiene la información de referencia utilizada como base para las recomendaciones y cálculos presentados en el Capítulo 4.

3.2 Consumo de agua y generación de aguas residuales Los valores sobre el consumo de agua y la generación de aguas residuales que se reportan en las siguientes tablas provienen de un estudio realizado por la empresa, antes de su participación en el proyecto EP3. Algunos de los valores originales de la empresa han sido modificados para reflejar los resultados de las medidas de campo tomadas por EP3; los valores modificados pueden ser claramente identificados en las tablas. Nota:

Debido a la ausencia de medidores de agua en la planta, se debe hacer notar que los valores reportados en las siguientes tablas son solamente estimados.

Tabla 2: Uso de agua estimado % del consumo del tipo de agua específico

% del consumo total de agua

30

1.4%

0.2%

Lavado de camiones

171

7.7%

1.1%

Uso sanitario

294

13.2%

1.9%

Retrolavado del filtro de carbón #1

96

4.3%

0.6%

Retrolavado del filtro de carbón #2

115

5.2%

0.7%

Retrolavado del filtro de arena #1

288

13.0%

1.8%

Retrolavado del filtro de arena #2

230

10.4%

1.5%

Retrolavado del filtro de velas (medido por EP3)

987

44.5%

6.2% 188 lit/min, 60 min/ciclo, 3.5 ciclos/día, 25 días/mes

8

0.3%

0.0%

2,219

100.0%

14.0%

Lavadora de botellas, línea 1 (28 válvulas)

5,100

53.7%

32.3%

Lavadora de botellas, línea 2 (medido por EP3)

3,720

39.2%

23.5% 148 lit/min, 70% de 24 hr/día, 25 días/mes

75

0.8%

0.5%

263

2.8%

1.7%

Tipo de agua y uso Agua cruda Limpieza de pisos

Laboratorio Total agua cruda

Consumo de agua m3/mes

Notas

Agua blanda

Compresora de los enfriadores (chillers) Calderos Lavadora de cajas, línea 2

338

3.6%

2.1%

9,495

100.0%

60.1%

Enjuague del filtro de carbón #1

123

3.0%

0.8%

Enjuague del filtro de carbón #2

148

3.6%

0.9%

Enjuague del filtro de arena #1

82

2.0%

0.5%

Enjuague del filtro de arena #2

103

2.5%

0.7%

84

2.1%

0.5%

Total agua blanda Agua tratada

Lavado del carbo cooler Tanques de jarabe Producción de refrescos Lavado del filtro de velas Laboratorio Total agua tratada Total consumo de agua

38

0.9%

0.2%

3,488

85.3%

22.1%

7

0.2%

0.0%

15

0.4%

0.1%

4,087

100.0%

25.9%

15,801

100.0%

Tabla 3: Generación de aguas residuales estimada

Tipo de agua y uso

Generación % del total de aguas de aguas residuales residuales m3/mes

Consumo de agua m3/mes

Notas

Agua cruda Limpieza de pisos

30

30

0.3%

Lavado de camiones

171

171

1.6%

Uso sanitario

294

0

Descargada a la alcantarilla

Retrolavado del filtro de carbón #1

96

0

Retrolavado del filtro de carbón #2

115

0

Retrolavado del filtro de arena #1

288

0

Estos flujos serán colectados y decantados en un tanque pulmón. El sobrenadante será bombeado nuevamente al cisterna y los sólidos dispuestos como lodos.

Retrolavado del filtro de arena #2

230

0

Retrolavado del filtro de velas (medido por EP3)

987

987

9.4%

8

8

0.1%

2,219

1,196

11.4%

Lavadora de botellas, línea 1 (28 válvulas)

5,100

5,100

48.5%

Lavadora de botellas, línea 2 (40 válvulas) (medido por EP3)

3,720

3,720

35.4%

75

0

Se considera que no hay aportes al efluente.

263

0

Se considera que no hay aportes al efluente.

Laboratorio Total para agua cruda Agua blanda

Compresora de chillers (enfriadores) Calderos Lavadora de cajas, línea 2

338

338

3.2%

9,495

9,158

87.1%

Enjuague del filtro de carbón #1

123

0

Enjuague del filtro de carbón #2

148

0

Enjuague del filtro de arena #1

82

0

Enjuague del filtro de arena #2

103

0

84

84

0.8% 0.4%

Total para agua blanda Agua tratada

Lavado del carbo enfriador (cooler) Tanques de jarabe Producción de refrescos Enjuague del filtro de velas Laboratorio Total para agua tratada Total para todo tipo de agua

Estos flujos serán colectados y decantados en un tanque pulmón. El sobrenadante será bombeado nuevamente al cisterna y los sólidos dispuestos como lodos.

38

38

3,488

0

7

7

0.1%

15

15

0.1%

4,087

144

1.4%

15,801

10,498

100.0%

Se considera que no hay aportes al efluente.

3.3 Costos de agua Los costos de agua presentados en esta sección fueron calculados por el personal de la planta. Estos costos se basan en los datos sobre el uso de agua presentados en la tabla 2, en los datos de costos de la planta y en las medidas de consumo de potencia tomadas en las principales bombas de la planta. Agua cruda (clorada a 3 ppm en el cisterna) Este análisis de costos está basado en un consumo de 2,219 m3 de agua cruda por mes e incluye: Β la depreciación de los pozos; Β el consumo de energía de las bombas; Β costos de mantenimiento; Β el consumo de hipoclorito de calcio. Costo del agua cruda = 0.21 USD/m3 Agua blanda (clorada a 3 ppm en el cisterna, ablandada en columna intercambiadora de iones) Este análisis de costos está basado en el consumo de 9,495 m3 de agua blanda por mes e incluye: Β la depreciación de los pozos; Β el consumo de energía de las bombas; Β costos de mantenimiento; Β el consumo de hipoclorito de calcio; Β el consumo de sal para la regeneración de la resina intercambiadora de iones; Β el consumo de la resina intercambiadora de iones. Costo del agua blanda = 0.24 USD/m3 Agua tratada (cloración, reducción alcalina, filtro de arena, Columna AC, filtro cartucho) Este análisis de costos está basado en el consumo de 4,087 m3 de agua tratada por mes e incluye: Β la depreciación de los pozos; Β el consumo de energía de las bombas; Β costos de mantenimiento; Β el consumo de hipoclorito de calcio, cal y sulfato ferroso; Β el consumo de carbón activado granular; Β el costo de los filtros cartucho. Costo del agua tratada = 0.54 USD/m3

3.4 Flujo y carga contaminante actuales del efluente

< < <

Flujo estimado del efluente de la planta = 10,500 m3/mes (ver Tabla 3) Promedio de la concentración de DBO en el efluente = 500 mg/lit (fuente: Planta) Promedio de la concentración de DQO en el efluente = 800 mg/lit (fuente: Planta)

Carga actual de DBO en el efluente de la planta

= 500 mg/lit x 10,500 x 103 lit/mes = 5,250 kg DBO/mes

El valor de la carga en masa calculada líneas arriba toma en cuenta a ambos valores del flujo del efluente y su concentración promedio en DBO. Así, la carga en DBO representa la masa total de DBO descargada por la planta en un período dado de tiempo. Este valor es utilizado en este informe para establecer las actuales condiciones de la “línea base” del efluente de la planta y evaluar el impacto de las medidas de prevención de la contaminación propuestas en la calidad del efluente de la planta.

3.5 Temas ambientales <

La casa matriz ha pedido a la empresa adecuarse, hasta fines de 1997, con sus políticas corporativas para el tratamiento de aguas residuales. Los estándares de calidad para aguas residuales de la casa matriz están reportados en el Apéndice A.

<

Con el objeto de cumplir con las políticas de la casa matriz y las leyes nacionales, la empresa construirá en el futuro cercano un sistema de tratamiento de aguas y ya ha conseguido propuestas preliminares, para su diseño y construcción, de varias firmas de ingeniería locales y extranjeras. A continuación se presentan cifras representativas sobre los costos para el equipamiento y construcción de un sistema de tratamiento adecuado para los efluentes de la planta (los costos corresponden a un sistema de tratamiento con una capacidad de 500 a 1500 m3/día): Χ Χ

Laguna de aereación Sistema de lodos activados

= 380 USD/m3/día = 450 USD/m3/día

(fuente: la empresa) (fuente: la empresa)

CAPITULO 4 ANALISIS Y RECOMENDACIONES 4. 1 MEDIDAS DE CONSERVACIÓN DE AGUA 4.1.1

Reducir el uso de agua de enjuague en la máquina lavadora de botellas disminuyendo el arrastre de la solución cáustica del último tanque de NaOH

Situación actual: <

<

<

<

La lavadora de botellas de la línea de producción de 40 válvulas usa aproximadamente 149 m3/día de agua blanda. Esta agua es utilizada primeramente en la sección de enjuague final de la máquina lavadora de botellas; el agua de enjuague consumida es reusada en la lavadora de cajas y en el pre-enjuague de botellas, y parte de ella es descargada directamente al drenaje. La sección de enjuague final de la lavadora de botellas está compuesta de dos estaciones de rociadores separadas, las que utilizan el agua de enjuague en contra corriente. Cada estación de rociadores consiste de un juego de boquillas rociadoras que están colocadas sobre una bandeja recolectora de agua, independiente. La máquina no cuenta con medidores de agua para controlar el consumo de agua en el enjuague final, y no hay controles que aseguren que se utilice solamente la cantidad de agua necesaria para esta operación. La válvula que controla la alimentación de agua en la lavadora de botellas queda abierta totalmente sin importar la calidad del agua de enjuague consumida. Más adelante se detalla el uso del agua utilizada en las máquinas lavadoras de botellas y de cajas de la línea de 40 válvulas. Estas cifras se basan en las medidas de flujo realizadas por EP3 y en un horario de operaciones correspondiente a un 70%, sugerido por personal de la planta (70% de 24 horas = 16.8 horas de operación de la lavadora por día). Χ

Desborde del enjuague final descargado al drenaje

Χ

Pre-enjuague de botellas: Β Efluente del tanque de pre-enjuague = 40.5 lit/min x 16.8 hr/día Β Descarga periódica de los 2 tanques filtros rotatorios = 2 x 0.33 m3 x 4 ciclos/día Β Efluente total de la pre-lavadora de botellas = 43.4 m3/día

Χ

Lavadora de cajas: Β Flujo del primer efluente (cañería) = 29.0 lit/min x 16.8 hr/día Β Flujo del segundo efluente (puerta de salida de cajas) = 16.3 lit/min x 16.8 hr/día Β Efluente total de la lavadora de cajas = 45.6 m3/día

= 59.2 lit/min x 16.8 hr/día = 59.7 m3/día

Χ

Consumo total del agua de enjuague en la lavadora

= 149 m3/día (25 días/mes) = 3,725 m3/mes

Recomendaciones: <

<

Instalar una cortina de aire (soplador) frente a la sección de enjuague final de la lavadora de botellas para soplar el exceso de arrastre en las botellas y en la cadena y devolverlo al último baño cáustico. Cualquier reducción en el volumen de arrastre de la solución cáustica que ingresa en la sección de enjuague bajará la contaminación del agua en esta sección de la lavadora y, por lo tanto, bajará la cantidad de agua necesaria para enjuagar debidamente las botellas. La empresa debería evaluar cuidadosamente el diseño de la cortina de aire (posición, flujo de aire, velocidad del aire) para alcanzar los mejores resultados en sus máquinas lavadoras. Se debe tener particular cuidado en el diseño de la salida que es usada para ventilar el flujo de aire introducido por lo sopladores dentro la lavadora de botellas.

Resultados: < < <

Reducir el consumo de agua en la planta. Reducir el volumen del efluente y bajar el costo de la planta de tratamiento de aguas residuales (ver Sección 4.4). Reducir el consumo de sal del sistema ablandador de agua y bajar la carga de SDT (sólidos disueltos totales) en el efluente de la planta.

Datos de base, consideraciones y cálculos: < < < < < <

= 9,495 m3/mes (ver Tabla 2) = 30,810 kg /13 meses = 2,370 kg/mes = 0.25 kg sal/m3 agua blanda Consumo de agua de la lavadora de botellas = 149 m3/día La máquina lavadora usa únicamente agua blanda a un costo de 0.24 USD/m3. Una cortina de aire debidamente diseñada reduciría el arrastre de la solución cáustica del tanque, en por lo menos 25%. Se ha asumido que el porcentaje reducido en el flujo del agua de enjuague es igual al porcentaje reducido en el arrastre. En promedio la planta opera 25 días/mes o 300 días/año. Promedio del consumo total de agua blanda Promedio del consumo de sal en el ablandador de agua

Reducción en el uso de agua de enjuague en la lavadora

= = = =

25% x 149 m3/día 37.3 m3/día 931 m3/mes 2,680 USD/año

Reducción en la descarga de sal al efluente = 931 m3/mes x 0.25 kg sal/m3 agua blanda = 233 kg sal/mes

Consumo de agua de la lavadora luego de la reducción del arrastre = 75% x 149 m3/día = 112 m3/día Costo de implementación estimado: <

No se dispone de un costo estimado para la instalación de una cortina de aire o de un sistema nebulizador. Sin embargo, la inversión para implementar estas recomendaciones debería ser moderada.

Comentarios: 1) Durante la visita de EP3, la empresa se hallaba en proceso de instalar una nueva máquina lavadora de botellas y de cajas en la línea de producción Nº1 y, por lo tanto, fue imposible evaluar la eficiencia de este equipo. EP3 recomienda a la empresa medir el consumo de agua de esta máquina y determinar si las recomendaciones de las secciones 4.1.1 y 4.1.2 son aplicables en esta línea de producción. 2) La lavadora de botellas contiene una serie de tres tanques calentados que contienen una solución limpiadora de hidróxido de sodio. Cada día, se agrega agua y NaOH a los tanques para reponer la cantidad de solución limpiadora perdida por evaporación y arrastre. Si el volumen perdido diariamente en el último baño cáustico es suficientemente grande, un nebulizador fino podría ser utilizado, en lugar de una cortina de aire, para eliminar parte del arrastre en las botellas y en la cadena. Para evitar un sobrellenado o una excesiva dilución del baño cáustico, la cantidad de agua agregada por el nebulizador debe ser menor o igual al volumen de solución cáustica perdida en el tanque. Cálculo de muestra: < < <

Volumen de agua agregado al último baño de soda cáustica = 1,500 lit/día (estimado proporcionado por el Gerente de la planta). Las lavadoras de botellas operan 70% del tiempo o 16.8 horas/día. Se ha considerado que el nebulizador se apaga cuando la lavadora de botellas no está operando. Promedio del rendimiento de la lavadora de botellas = (140 bot/min + 170 REFPET/min) /2, ó 155 botellas/min La cantidad de agua que puede ser utilizada por el nebulizador fino para lavar el arrastre de las botellas y la cadena, ha sido calculada de la siguiente manera. Agua utilizada por el nebulizador

= (1,500 lit/día) / (16.8 hr/día) = 1.5 lit/min = 1 litro / 100 botellas

Las ventajas de usar un nebulizador en lugar de una cortina de aire, son: Χ elimina el ruido de los sopladores;

Χ Χ

4.1.2

la operación de un sistema de nebulizadores consume menos energía que el de la cortina de aire; diseño más simple -- no se necesita pensar en cómo introducir o extraer un flujo grande de aire de la máquina lavadora de botellas.

Optimizar el uso del agua de enjuague en la máquina lavadora de botellas

Situación actual: < <

La operación de la máquina lavadora de botellas está descrita en la sección 4.1.1. EP3 midió un pH de 7.0 en las muestras del agua de enjuague consumida y que fueron colectadas en la última fase (esto es, la bandeja ubicada bajo la última batería de boquillas de agua de enjuague) de la sección de enjuague de la lavadora de botellas. Este pH neutro indica que el agua utilizada en la última fase del proceso de enjuague no estaba realizando “trabajo alguno” y, por lo tanto, que una cantidad excesiva de agua era usada en la lavadora.

Recomendaciones: <

Optimizar el flujo de agua de enjuague para asegurarse de que no se utilice una cantidad mayor de agua que la necesaria para el enjuague de las botellas. La empresa debería medir el pH del agua de enjuague consumida en la última fase de enjuague de la máquina para evaluar cuan eficientemente se está utilizando esta agua para enjuagar las botellas. La lógica indicaría que una operación de enjuague aceptable es aquella que deja en las botellas un residuo de agua de enjuague con una calidad potable. Sería, entonces, un derroche enjuagar excesivamente las botellas, solamente para asegurar que cualquier residuo dejado en las botellas tenga un pH perfectamente neutro (esto es, pH 7). Como un indicador de un pH aceptable en agua potable, las regulaciones de la US (EPA) permiten que el agua potable se encuentre en un rango de pH que varía entre 6.5 y 8.5.

<

Instalar un flujómetro en la lavadora de botellas para asegurar que solamente la cantidad de agua necesaria es utilizada para lavar las botellas.

Resultados: < < <

Reduce el consumo de agua en la planta. Reduce el volumen del efluente de la planta y baja el costo de la planta de tratamiento de aguas residuales (ver Sección 4.4). Reduce el consumo de sal usada en el sistema de ablandamiento de agua y baja la carga de STD (Sólidos disueltos totales) en el efluente de la planta.

Datos de base, consideraciones y cálculos:

< < <

Consumo actual de agua de enjuague en la lavadora de botellas (línea Nº2) = 149 m3/16.8 hr = 148 lit/min La lavadora de botellas opera a una velocidad de 10 golpes (strokes) por minuto. Cada golpe (stroke) corresponde a diecisiete botellas de vidrio de 1.5 litros o a catorce botellas REFPET de 2 litros. La práctica actual en la empresa es la siguiente: Agua usada para botellas de vidrio = (149 lit/min) / (170 botellas de vidrio/min) = 0.88 lit/botella de vidrio = 0.59 lit agua/lit producto Agua usada para REFPET

= (149 lit/min) / (140 botellas REFPET/min) = 1.06 lit/botellas REFPET = 0.53 lit agua/lit producto ____________________

Para los siguientes cálculos se considera que la planta ha bajado su consumo de agua de enjuague implementando las recomendaciones presentadas en la sección anterior, para reducir el arrastre. Por lo tanto, la eficiencia de las operaciones de la lavadora de botellas estimada más abajo estará basada en el flujo reducido que se alcanza con el sistema de reducción del arrastre. <

Consumo de agua de la lavadora luego de la reducción del arrastre = 112 m3/16.8 hr = 111 lit/min Relación del uso de agua para REFPET luego de la reducción del arrastre = (111 lit/min) / (140 botellas/min) = 0.80 lit agua/botella REFPET = 0.40 lit agua/lit producto

<

Las relaciones del uso de agua proporcionados por la casa matriz para las operaciones de lavado de botellas son las siguientes (ver Apéndice A): Χ Χ

<

<

Relación típica para lavadoras de botellas Relación meta para lavadoras de botellas

= 0.2 lit agua/lit producto = 0.005 lit agua/lit producto

Una comparación entre el consumo de agua actual de la lavadora de botellas, luego de la implementación de la reducción del arrastre del último tanque de soda cáustica, y el valor típico proporcionado por la casa matriz muestra que la planta podría reducir significativamente el uso de agua en su lavadora de botellas. Si se considera que, con un control adecuado del proceso, la planta alcanzara la relación típica en el uso de agua de la casa matriz, la reducción resultante en consumo de agua y sal estaría dada por los siguientes cálculos:

Reducción necesaria del flujo para alcanzar la relación típica de uso de agua = 0.20 / 0.40 = 50% Ahorro potencial de agua por la optimización de la lavadora = 50% x 111 lit/min = 55.5 lit/min por 16.8 horas/día = 55.9 m3/día o 1,400 m3/mes = 4,030 USD/año Reducción en la descarga de sal al efluente

= 1,400 m3/mes x 0.25 kg/m3 agua blanda = 350 kg sal/mes

Costo de implementación estimado: < <

Flujómetro para la lavadora de botellas # 400 USD La inversión necesaria para controlar el pH del agua de enjuague consumida.

4.1.3

Control de la cantidad de agua empleada para el retrolavado del filtro de velas

Situación actual: <

<

Para eliminar el carbón activado en polvo (PAC) del jarabe simple se utiliza un filtro de velas, cuando este producto es bombeado del tanque de preparación con chaqueta de vapor a la sala de jarabe final. Debido a la alta concentración de PAC en el agua y la mezcla de azúcar (en cada lote se utilizan 7.5 kg de PAC y 6,500 - 7,200 kg de azúcar), el filtro de velas es retrolavado después de la producción de cada lote de jarabe simple. El retrolavado del filtro de efectúa con agua cruda clorada y la duración de esta operación es controlada manualmente por el operario de la sala de jarabe simple. El flujo del retrolavado es descargado al efluente y contiene el PAC utilizado, tierra de diatomeas (agregada como ayuda filtrante) y azúcar.

Recomendaciones: < <

<

Determinar la duración de la operación de retrolavado necesaria para limpiar el filtro adecuadamente. Instalar una válvula con temporizador para asegurar que la duración preestablecida del ciclo de retrolavado sea respetada. Además de reducir la cantidad de agua consumida por los ciclos de retrolavado, la implementación de esta recomendación reducirá también la magnitud del pico de flujo del efluente. Diferentes componentes de un sistema típico de tratamiento de aguas residuales – unidades de bombeo, conductos y rejillas o filtros – deben ser diseñados para tratar flujos en horas pico (esto es, el mayor flujo de efluente medido durante un periodo de una hora cualquiera del día). Por lo tanto, cualquier reducción en el flujo pico del efluente de la planta reducirá el tamaño de estos componentes y bajará el costo de una planta de tratamiento de aguas residuales. Instalar un medidor de flujo de agua para controlar el consumo de agua en la sala de jarabe simple y asegurar, así, que los operarios respeten la relación agua – producto preestablecida basada en una operación y prácticas de limpieza adecuadas.

Resultados: < <

Reducir el consumo de agua de la planta. Reducir el volumen del efluente de la planta y bajar el costo de la planta de tratamiento de aguas residuales (ver Sección 4.4).

<

Reducir la magnitud de los flujos pico del efluente descargado a la planta de tratamiento de aguas residuales.

Datos de base, consideraciones y cálculos: < < < < <

<

Número promedio de lotes de jarabe simple = 3.5 lotes/día (fuente: la empresa) Duración de un ciclo de retrolavado = 30 min (según la gerencia de la planta) = 30 a 60 min (según los operarios de la sala de jarabe) = 78 min (medido por EP3) El filtro de velas es retrolavado con agua cruda clorada a un costo de 0.21 USD/m3. Promedio del flujo de retrolavado = 188 lit/min (medido por EP3) Las pruebas efectuadas por EP3 (ver Apéndice B) mostraron que la concentración de azúcar (en °brix) en el flujo de retrolavado es nula después de 18 minutos y que la concentración de PAC es insignificante después de 20 minutos de operación de retrolavado. Se considera, por lo tanto, que la operación de retrolavado puede ser limitada a 20 minutos. Actualmente, la duración de una operación típica de retrolavado es de 60 minutos. Por lo tanto, el flujo de retrolavado podría reducirse en un promedio de 40 minutos. La cantidad de agua que puede ser ahorrada controlando la duración de las operaciones de retrolavado, se calcula de la siguiente manera: Ahorro de agua = = = =

40 min/ciclo x 188 lit/min x 3.5 ciclos/día 26.3 m3/día 658 m3/mes (29.7% del total de agua cruda usada) 1,660 USD/año

Costo de implementación estimado: < < <

Válvula temporizadora # 100 USD Flujómetro para la sala de jarabe simple # 400 USD Costo total de implementación = 500 USD

4.1.4

Reducir los requerimientos para la limpieza de los tanques de jarabe final

Situación actual: <

La mezcla de agua y azúcar es bombeada desde el reactor de jarabe simple a los tanques utilizados para la preparación de jarabe final. La sala de jarabe final está equipada con 6 tanques grandes y 4 pequeños, todos en acero inoxidable. Cualquiera de los tanques de jarabe final puede ser usado para preparar o almacenar cualquiera de los 9 sabores diferentes producidos.

<

Como regla general, los tanques de jarabe final son limpiados y sanitizados cuidadosamente antes de ser llenados con un nuevo lote de jarabe simple. Toda la operación de limpieza se lleva a cabo incluso cuando dos lotes consecutivos de un mismo sabor son preparados en un mismo tanque. El ciclo de limpieza y sanitizado consiste de los siguientes pasos: Β Β Β Β Β

<

<

1er enjuague: 4 minutos de rocío con agua tratada. El agua del primer enjuague contiene gran parte de residuo de jarabe final que cubre el interior del tanque. Inyección de vapor: 10 minutos de vapor vivo. 2º enjuague: 2 minutos de rocío con agua tratada. 3er enjuague: 2 minutos de rocío con agua tratada. 4º enjuague: 2 minutos de rocío con agua tratada. El 4º enjuague es usado para limpiar los tanques que contienen sabores particularmente fuertes (penetrantes).

La limpieza de tanques es una operación que demanda mucho tiempo y que requiere de mucha atención por parte del operario. También emplea una cantidad relativamente alta de agua tratada costosa e incrementa la carga en DBO del efluente de la planta. Debido a la producción actual de la planta y a las prácticas de programación, los lotes de jarabe final son consumidos muy raras veces en una sola corrida de embotellado. La pequeña cantidad de jarabe final que queda sin ser utilizada al final de una corrida de embotellado es, ya sea, transferida (bombeada) a uno de los 4 tanques pequeños o dejada en el tanque en el cual fue preparada. Esta necesidad de almacenar los restos de jarabe final en la sala de jarabe limita la posibilidad de la planta para reusar el mismo tanque para producir lotes consecutivos de un solo sabor de refresco – las políticas de la casa matriz no permiten mezclar dos lotes de jarabe final, o de producir un nuevo lote “sobre” restos de un lote de jarabe final previo. Transferir restos de jarabe final de un tanque a otro, es también una operación derrochadora -- el jarabe final que queda en la bomba y en la manguera al final de la operación de transferencia, es evacuado con una gran cantidad de agua tratada.

Recomendaciones: <

Programar la producción para permitir la preparación de lotes consecutivos de un mismo sabor en el mismo tanque de jarabe final.

<

<

Eliminar la limpieza del tanque de jarabe final entre dos lotes consecutivos de jarabe compatible. Según el experto de EP3 en plantas embotelladoras, no es necesario limpiar y sanitizar el tanque después de cada lote de jarabe final, siempre que: 1) Se tomen precauciones sanitarias para evitar la contaminación del tanque; y 2) el tanque sea utilizado para preparar el mismo o un sabor más fuerte (penetrante). Instalar un medidor de flujo de agua para controlar el consumo de agua en la sala de jarabe final y así asegurar que los operarios respeten la relación preestablecida agua – producto, basada en operación y prácticas de limpieza adecuadas. El control del consumo de agua debe ayudar a la empresa a reducir la cantidad de agua desperdiciada principalmente durante las operaciones de limpieza (e.g., mangueras que quedan abiertas cuando no están en uso y enjuagues excesivamente largos de los tanques de jarabe).

Resultados: < < <

Reducir el consumo de vapor y agua tratada en la sala de jarabe final. Reducir la cantidad de trabajo requerida para la preparación de jarabe final. Bajar la carga de DBO en el efluente por la reducción de la cantidad de jarabe final descargada en las operaciones de limpieza de los tanques.

Datos de base, consideraciones y cálculos: < < <

El agua tratada usada para la limpieza de los tanques cuesta 0.54 USD/m3. Flujo del agua de enjuague en los tanques de jarabe = 156 lit/min (medido por EP3 en el tanque Nº6, volumen del tanque = 5,000 lit, volumen típico de jarabe final = 4,800 lit) Número de lotes de jarabe final producido cada día = 10 (fuente: estimado de la planta)

Consumo actual de agua para la limpieza de tanques = (4 + 2 +2)min x 158 lit/min = 1.26 m3/lote de jarabe final = 12.6 m3/día o 315 m3/mes Consumo de vapor para la limpieza de tanques = medidas de EP3 muestran que aproximadamente 5 kg de vapor (3,300 kcal) son usados para sanitizar un tanque de jarabe final. El costo del combustible necesario para generar esta cantidad de vapor es sin embargo, insignificante. ____________________ < <

Masa de jarabe final que queda en el tanque antes del 1er enjuague = 2.4 kg (promedio de muestras colectadas por EP3 de los tanques de 5,000 lit y 6,000 lit ). Promedio de la densidad del jarabe = 1.3 kg/lit

Pérdidas de jarabe final durante las operaciones de limpieza de tanques = 2.4 kg/lote x 10 lotes/día

= 24 kg jarabe final/día = 18.5 lit jarabe final/día ____________________ <

Si la empresa mejora su programación de producción y sus operaciones (i.e., consume un lote completo de jarabe final en una sola corrida de embotellado), se considera que el número de operaciones de limpieza de tanques podría reducirse en 50% usando el mismo tanque para producir el mismo sabor o uno más fuerte.

Ahorro de agua por reducción de limpieza de tanques = 50% x 315 m3/mes = 158 m3/mes = 1,020 USD/año Reducción de las pérdidas de jarabe final < <

= 50% x 18.5 lit jarabe final/día = 2,770 lit jarabe final/año

El valor de jarabe ahorrado por la reducción de los requerimientos en la limpieza de tanques, está expresado en términos del volumen de jarabe que podría ser producido con este material. Relación producto - jarabe final para los 9 sabores producidos = 6.27 lit refresco/lit jarabe (los cálculos se encuentran en el Apéndice C).

Producción adicional de refrescos por reducción de pérdidas de jarabe final = (2,770 lit/año) x 6.27 = 17,400 lit refresco/año ____________________ La reducción de DBO5 en el efluente, por la reducción de pérdidas de jarabe final durante las operaciones de limpieza de los tanques, se calcula como sigue: < < < <

Debido a que no se dispone de información sobre DBO5 para otros productos que no sean Coca Cola, se considera en este informe que el promedio de DBO5 de todos los refrescos producidos por la planta es igual al de Coca Cola. La DBO5 de Coca Cola = 67,400 mg/lit (fuente: Dasgupta and Nemerow, Industrial and Hazardous Waste Treatment, 1991, pág. 455). Relación final producto - jarabe final para Coca Cola = 6.4 lit Coca Cola/lit jarabe Coca Cola. Como Coca Cola es una mezcla de jarabe final y agua carbonatada (DBO5 ~ 0), la DBO5 del jarabe de Coca Cola puede ser estimada como sigue: DBO5 del jarabe de Coca Cola = (DBO5 de Coca Cola) x (relación producto - jarabe) = 67,400 mg/lit x 6.4 = 431,000 mg/lit jarabe Coca Cola

Reducción de DBO5 en el efluente = (2,770 lit jarabe final/año) x (431,000 mg/lit jarabe final) = 100 kg/mes Costo de implementación estimado: < <

El costo y el esfuerzo necesarios para cambiar las prácticas de programación de la planta son desconocidos. Para mejorar el manejo sanitario de los productos que alimentan los tanques de jarabe final, la empresa necesita adquirir nuevas válvulas y tubería en acero inoxidable para su sala de jarabe (actualmente la tubería debe ser desmantelada y rearmada para cada nuevo ciclo de bombeo). La inversión necesaria para mejorar el manejo de los productos en la sala de jarabe simple debería ser, sin embargo, moderada.

Comentarios: <

Se debe notar que cualquier reducción en el consumo de agua tratada ayudará a mejorar el desempeño del sistema de tratamiento de agua (i.e., mejorar los procesos de floculación y sedimentación en los reactores de alcalinidad y reducir la carga de sólidos suspendidos en los filtros de arena). La empresa indicó a EP3 que los reactores de alcalinidad están trabajando actualmente ligeramente por encima del diseño para su capacidad hidráulica.

4.1.5

Reparar las fugas de agua

Situación actual: Hay varias fugas de agua en la planta, algunas de las cuales pueden ser muy costosas para la empresa. Recomendación: Reparar las fugas, reparar las válvulas rotas y reemplazar las mangueras dañadas. Resultados: < <

Reducir el consumo de agua de la planta. Reducir el volumen del efluente y bajar el costo de la planta de tratamiento de aguas residuales (ver Sección 4.4).

Datos de base, consideraciones y cálculos: < < <

EP3 midió una fuga en una manguera dañada que es usada en la sala de jarabe final para vaciar la cañería de jarabe que conduce a la línea de embotellado. Flujo de la fuga = 25 lit/min (agua tratada) La cañería de jarabe final es evacuada con agua tratada en 20 minutos aproximadamente, 10 veces por día (fuente: operario de la sala de jarabe final). El costo de agua tratada es de 0.54 USD/m3.

Pérdida de agua por la manguera dañada = 25 lit/min x 20 min/ciclo x 10 ciclos/día = 5.0 m3/día = 125 m3/mes (3.1% del total de agua tratada usada) = 810 USD/año Costo de implementación estimado: <

Nueva manguera para la sala de jarabe = $50

Comentarios: < <

EP3 midió solamente una de las fugas de agua más grande identificada en la planta. Por lo tanto, el costo de las diferentes fugas es probablemente mucho mayor que el valor calculado anteriormente. El objetivo de los cálculos precedentes es el de mostrar de que todas las fugas tienen un costo y que frecuentemente este costo puede exceder ampliamente a aquél que requeriría una reparación inmediata y un mantenimiento regular.

4.1.6

Regular el flujo del agua de enfriamiento de los sellos de las bombas

Situación actual: El flujo del agua de enfriamiento para el sello de las bombas de la sala de jarabe simple corre incluso cuando las bombas no están operando. Recomendaciones: < <

Usar una válvula solenoide para activar el flujo del agua de enfriamiento solamente cuando las bombas estén funcionando. El agua para enfriar los sellos de las bombas es relativamente limpia. Si se la capturara, esta agua podría ser reciclada o usada en otras aplicaciones (e.g., lavado de pisos o irrigación del jardín).

Datos de base, consideraciones y cálculos: <

Para enfriar los sellos de las bombas se usa agua cruda clorada. Costo del agua cruda = 0.21 USD/m3.

<

Bomba Nº1 - Flujo = 60 lit/hr (medido por EP3), 24 horas/día - La bomba opera 0.5 horas/ciclo, 3.5 ciclos/día (o 1.8 horas/día)

<

Bomba Nº2 - Flujo = 150 lit/hr (medido por EP3), 24 horas/día - La bomba opera 4 horas/ciclo, 3.5 ciclos/día (o 14 horas/día)

La cantidad de agua que se puede ahorrar controlando el flujo del agua de enfriamiento hacia las bombas, se calcula como sigue: Posible Ahorro en agua = 60 lit/hr x (24 hr - 1.8 hr) + 150 lit/hr x (24 hr - 14 hr) = 2.8 m3/día = 71 m3/mes (3.2% del total de agua cruda usada) = 180 USD/año Comentarios: <

EP3 estimó las pérdidas de agua de enfriamiento solamente en la sala de jarabe final. La empresa debería determinar si estas recomendaciones pueden ser aplicadas a alguna de las otras bombas utilizadas en la planta.

4.2 REDUCCION DE DBO EN EL EFLUENTE 4.2.1

Evitar el ingreso de jarabe, de la primera evacuación del agua de lavado y de refrescos fuera de normas, al efluente

Situación actual: < <

Diferentes operaciones descargan desechos con altos contenidos en materia orgánica y contribuyen al volumen de carga de DBO en el efluente. Las fuentes de estos desechos comprenden: Desechos de jarabe concentrado de las salas de jarabe (el jarabe final contiene generalmente más de 0.6 kg de azúcar por litro); Χ primer chorro de las aguas de lavado concentrado en jarabe, proveniente de las salas de jarabe y de las líneas de embotellado (esto es, primera evacuación de agua de lavado del tanque de jarabe simple, del retrolavado del filtro de velas, de los tanques de jarabe final, de la cañería de alimentación hacia las líneas de embotellado, carbo cooler); Χ botellas de refrescos fuera de especificaciones (los refrescos contienen generalmente más de 0.1 kg de azúcar por litro).

Recomendaciones: <

<

<

Segregar y recuperar estos desechos y almacenarlos temporalmente en turriles u otro tipo de contenedores apropiados. Este tipo de desechos han sido utilizados en los Estados Unidos como complementos de alto contenido en calorías para alimento de animales (reses y cerdos) o como insumos para productos como levadura o melazas. La gerencia de la empresa indicó que no habría problema para encontrar un mercado para este producto. Para maximizar el valor y el número de posibles destinos para este material recuperado, la empresa debería intentar minimizar la dilución de estos desechos – esto es especialmente importante en el primer chorro de las aguas de lavado del filtro de velas, tanques de jarabe, y cañerías de alimentación a los coolers. Minimizando la dilución de los desechos de jarabe y de refrescos, la empresa reducirá también el espacio del almacenamiento temporal y los costos de transporte de este material.

Resultados: < <

Reducir la DBO del efluente y en consecuencia bajar el costo de operación del sistema de tratamiento de aguas residuales. Posiblemente generar algún ingreso para la empresa.

Datos de base, consideraciones y cálculos: < <

Carga actual de DBO5 = 5,250 kg/mes (estimado de la empresa, ver Sección 3.4) Se considera que el volumen de la carga de DBO se origina en las fuentes descritas

previamente. Por lo tanto, un programa simple y de bajo costo para recuperar estos desechos de alto contenido en materia orgánica debería reducir la salida de DBO de la planta en por lo menos 50%. Reducción de la carga de DBO5 lograda por la segregación de desechos = 50% x 5,250 kg/mes = 2,625 kg/mes Costo de implementación estimado: <

El costo de implementación de esta solución de baja tecnología debería ser mínimo.

Comentarios: <

Una reducción del 50% en la carga de DBO en el efluente de la planta debería tener un impacto suficiente en la reducción de los costos de operación del futuro sistema de tratamiento de aguas residuales (e.g., bajar los requerimientos de aereación, bajar el consumo de energía, bajar la generación de lodos, bajar costos de la disposición de lodos).

4.2.2

Reducir la cantidad de jarabe desperdiciado durante la colección de muestras en los tanques de jarabe final

Situación actual: < <

<

Se colecta una muestra de cada jarabe (simple y final) en cada lote de producto preparado en los tanques de jarabe. Las muestras se toman de un grifo ubicado en la base de un visor de vidrio que está sujeto a cada uno de los tanques de jarabe. Para evitar mezclar jarabe no representativo que llena los tubos de vidrio con la muestra, se drena el visor y se lo llena dos veces antes de colectar cada muestra. El material drenado del visor de vidrio es colectado en una cubeta y es eventualmente descargado al drenaje. El contenido del tanque es mezclado continuamente, por lo tanto, una muestra colectada directamente del tanque es considerada como una muestra representativa.

Recomendaciones: <

<

Instalar una válvula de tres pasos (o una segunda válvula) en la base del visor de vidrio para asegurar que la muestra colectada provenga del tanque y no del visor de vidrio. La instalación de esta válvula eliminaría la necesidad de desperdiciar jarabe durante las operaciones de muestreo. Evitar la contaminación del jarabe enjuagando cuidadosamente el visor de vidrio durante las operaciones de limpieza. En la configuración del tanque y el visor de vidrio existente, el visor no es enjuagado durante las operaciones de limpieza.

Resultados: < <

Reducir la pérdida de jarabe final e incrementar el rendimiento de la planta. Bajar la carga de DBO en el efluente reduciendo la cantidad de jarabe descargado al drenaje.

Datos de base, consideraciones y cálculos: < < < < <

Cantidad de jarabe evacuado del visor de vidrio = 0.33 litro/muestra (medido por EP3) Se colectan dos muestras de cada lote de jarabe final. Número de lotes de jarabe final producido cada día = 10 (estimado del operario de la sala de jarabe) Se considera que la instalación de una válvula adecuada reduciría en 90% la pérdida de jarabe durante las operaciones de muestreo. Densidad del jarabe = 1.3

Pérdidas actuales de jarabe durante el muestreo = 2 muestr/lote x 0.33 lit/muestr x 10 lotes/día = 1,980 lit/año Ahorro de jarabe con la nueva válvula de muestreo < <

= 90% x 1,980 lit/año = 1,780 lit/año

El valor del jarabe final puede expresarse en términos de su volumen equivalente de refresco (ver Sección 4.1.4). Relación producto - jarabe final para los 9 sabores = 6.27 lit refresco/lit jarabe (los cálculos se encuentran en el Apéndice C)

Producción adicional de refrescos por la reducción de pérdidas en jarabe = (1,780 lit/año) x 6.27 = 11,200 lit refresco/año ____________________ <

Debido a que no existe información disponible para otros productos que no sean Coca Cola, se considera en este informe que el promedio de DBO5 de todos los jarabes producidos en la planta es igual al del jarabe de Coca Cola. DBO5 del jarabe de Coca Cola = 431,000 mg/lit jarabe de Coca Cola (ver Sección 4.1.4)

La reducción de DBO5 por la reducción en las pérdidas de jarabe final está dada por el siguiente cálculo: Reducción en DBO5 = (1,780 lit jarabe final/año) x (431,000 mg/lit jarabe final) = 64 kg/mes

4.3 Reducir el consumo de carbón activado granular (GAC) usado en el tratamiento de agua Situación actual: <

<

<

La planta consume aproximadamente 3,550 kg de GAC por año para eliminar el cloro de su agua tratada. Una vez que el GAC está saturado, es regenerado mediante la inyección de vapor en el tanque de GAC. Sin embargo, como los tanques de GAC están hechos de acero al carbón, tanto la temperatura del vapor, como la duración del ciclo de regeneración están limitados para evitar dañar el revestimiento interno de epoxi de los tanques. El procedimiento actual de regeneración extiende la vida del GAC en un factor de 1.25 (fuente: la planta). Un ciclo completo de regeneración (más alta temperatura de vapor y mayor duración) podría aumentar la vida del GAC por un factor de 2.5 (fuente: la planta). Sin embargo, tan alta temperatura en la operación de regeneración debería efectuarse en un tanque de acero inoxidable o en un reactor adecuado. El GAC utilizado actualmente es sacado manualmente de los tanques, una vez cada 3 o 4 meses. Esta operación es dificultosa, toma bastante tiempo y puede afectar la producción, debido a que el sistema de tratamiento de agua de la planta debe cerrarse temporalmente.

Recomendaciones: <

<

<

Adquirir un tanque de acero inoxidable que pueda ser utilizado para regenerar el GAC utilizado. El volumen de este tanque dependerá del número de lotes que la empresa está pensando tratar para regenerar toda la cantidad de GAC extraída del tanque. Aproximadamente hay 2.5 m3 de GAC en cada uno de los dos tanques de carbón activado. Si la empresa planea realizar ciclos de regeneración completos, debería cambiar su fuente de GAC. El GAC utilizado no debe ser afectado excesivamente por la alta temperatura alcanzada por un ciclo completo de regeneración. La empresa debe analizar también el condensado de vapor descargado del reactor de regeneración, para asegurarse de que no se generen subproductos nocivos de cloro durante el proceso de regeneración. Para eliminar el GAC gastado de sus tanques de tratamiento de agua, la empresa debería tratar de conectar dos bombas a la línea de ingreso del retrolavado para generar un flujo suficientemente alto, como para que levante la capa de GAC y lo sople fuera del tanque. El flujo de retrolavado puede ser entonces drenado hacia un dispositivo filtrante simple (bolsa grande de tela) para separar el GAC del agua. El agua usada en esta operación de retrolavado debería ser recuperada y enviada al tanque de sedimentación.

Resultados: < < <

Bajar el costo de adquisición de GAC para el sistema de tratamiento de agua de la planta. Reducir la generación de desechos sólidos (i.e., GAC gastado). El uso de un flujo de retrolavado para soplar el GAC fuera del tanque ahorrará tiempo y trabajo y reducirá cualquier interferencia posible entre el mantenimiento de los tanques de

GAC y la producción de refrescos. Datos de base, consideraciones y cálculos: < < < <

Costo del GAC actualmente usado = 4.0 USD/kg (fuente: la empresa) consumo actual de GAC = 3,550 kg/año (fuente: registro de compras de la empresa) la regeneración parcial extiende la vida del GAC por un factor de 1.25 (estimado de la empresa) la regeneración completa podría extender la vida del GAC por un factor de 2.5 (estimado de la empresa)

Los ahorros resultantes de la implementación de estas recomendaciones están dados por los siguientes cálculos : Reducción en la compra de GAC con regeneración completa = 3,550 kg/año x (1.25/2.5) = 1,780 kg/año Ahorros alcanzados con regeneración completa de GAC

= 1,780 kg/año x 4 USD/kg = 7,100 USD/año

Costo de implementación estimado: < <

Costo de un tanque de 3 m3 de acero inoxidable (3 mm de grosor) = 7,000 USD (fuente: la empresa). Esta recomendación tiene por lo tanto un periodo de retorno de un año.

4.4 Efecto de las medidas de prevención de la contaminación en el costo de la futura planta de tratamiento de aguas residuales Situación actual: La empresa está planificando construir en el futuro cercano una planta de tratamiento de aguas para cumplir con las regulaciones ambientales y las políticas para efluentes de Coca Cola (ver Sección 3.5). Recomendaciones: Implementando las medidas de prevención de la contaminación presentadas en este informe, la empresa reducirá significativamente el volumen, las cargas en DBO y STD y la magnitud del pico de flujo en sus descargas de aguas residuales. Esta reducción en el volumen del efluente y en su fuerza contaminante, bajará a su vez los costos de construcción, equipamiento y operaciones de la planta de tratamiento de aguas residuales planificada. Datos de base, consideraciones y cálculos: <

A continuación se presentan algunas cifras representativas del costo de construcción y equipamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales (para un flujo del efluente de 500 - 1,500 m3/día): Χ Sistema de lagunas de aereación = 380 USD/m3/día (fuente: pro forma recibida por la empresa) Χ Sistema de lodos activados = 450 USD/m3/día (fuente: pro forma recibida por la empresa)

<

Los pronósticos muestran que la producción de la empresa aumentará en 12% anualmente hasta el año 2,001 (esto es, un 76% de crecimiento de la producción en los próximos 5 años). Se considera en los cálculos siguientes que: Χ El sistema de tratamiento de aguas residuales será diseñado para tratar los flujos futuros de la planta (año 2,001); Χ la generación de aguas residuales está linealmente relacionada con el aumento de la producción. Esto es, un aumento del 76% en la producción de refrescos para el año 2,001 conducirá a un aumento del 76% la salida de aguas residuales.

<

Volumen de aguas residuales generadas actualmente por la empresa = 420 m3/día (ver Tabla 3) Volumen de aguas residuales que se espera para el año 2001 sin medidas de prevención de la contaminación = 176% x 420 m3/día = 739 m3/día <

La reducción del flujo actual de aguas residuales que puede alcanzarse a través de la prevención de la contaminación e como sigue:

Χ Χ Χ Χ Χ Χ

37.3 m3/día 55.9 m3/día 26.3 m3/día 6.3 m3/día final 5 m3/día 3 2.8 m /día sala de jarabe

Reduciendo el arrastre en la lavadora de botellas de la línea Nº2 Optimizando el uso de agua en la lavadora de botellas de la línea Nº2 Controlando las operaciones de retrolavado del filtro de velas Reduciendo los requerimientos de limpieza de los tanques de jarabe Reemplazando las mangueras de agua dañadas en la sala de jarabe Controlando el flujo del agua de enfriamiento de las bombas en la

Reducción total del volumen actual de aguas residuales

= 134 m3/día = 32% de la descarga act de aguas res

Reducción del volumen de aguas residuales esperada para el año 2001 = 176% x 134 m3/día = 236 m3/día Volumen de aguas residuales esperadas para el año 2001 con prevención de la contaminación = 739 m3/día - 236 m3/día = 503 m3/día El efecto de las medidas de prevención de la contaminación en los costos de construcción y equipamiento de la futura planta de tratamiento está dado por los siguientes cálculos: Reducción estimada en el costo de una planta de tratamiento de aguas residuales = 236 m3/día x 380 USD/m3/día = 90,000 USD Nota:

Los cálculos precedentes consideran que la empresa construirá un sistema de lagunas de aereación – la alternativa de tratamiento menos costosa.

4.5 Efecto de las medidas de prevención de la contaminación en la calidad del efluente de la planta Situación actual: La empresa está planificando construir en el futuro cercano una planta de tratamiento de aguas residuales para cumplir con las regulaciones nacionales y con las políticas de la casa matriz sobre los efluentes (ver Sección 3.5). Recomendaciones: Implementando las medidas de prevención de la contaminación presentadas en este informe, la empresa reducirá significativamente las cargas de DBO y de sólidos disueltos totales contenidos en su efluente. Esta reducción en la fuerza del efluente debería reducir el costo de las operaciones de la planta de tratamiento de aguas residuales planificada. Datos de base, consideraciones y cálculos: Efecto esperado de las medidas de prevención de la contaminación en la concentración de DBO5 en el efluente: < <

<

El promedio actual de la concentración de DBO5 en el efluente = 500 mg/lit Volumen de aguas residuales después de la implementación de las recomendaciones = 420 m3/día - 134 m3/día = 286 m3/día = 7,150 m3/mes Carga de DBO5 después de la implementación de las recomendaciones = 2,625 kg/mes (ver Sección 4.2.1)

El promedio de la concentración de DBO en las aguas residuales después de la implementación de las medidas de prevención de la contaminación está dado por los siguientes cálculos: Promedio de BOD5 después de EP3

Note:

= (2,625 kg/mes) / (7,150 m3/mes) = 370 mg/lit

Aun cuando las medidas recomendadas en este informe reducirán significativamente el volumen de las aguas residuales generadas por la planta, se espera también una reducción en la fuerza contaminante del efluente, con relación a sus actuales niveles -esto es de 500mg/lit a 370 mg/l. ____________________

Efecto esperado de la prevención de la contaminación en la carga de SDT en el efluente: <

Reducción en el consumo de sal para el sistema de ablandamiento de agua: Χ 233 kg/mes - reduciendo el arrastre del tanque con solución cáustica de la lavadora

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de botellas Χ 350 kg/mes - optimizando el uso de agua en la lavadora de botellas Cantidad de sal actualmente usada en el sistema de ablandamiento de agua = 2,370 kg/mes (ver Sección 4.1.1)

% de reducción en la descarga de sal ablandadora en el efluente = (583 kg/mes)/(2,370 m3/mes) = 25%

4.6 Oportunidades y temas misceláneos Rendimiento de la planta <

El especialista en embotelladoras del equipo de EP3, calculó, a partir de los datos proporcionados por la empresa, la eficiencia en la producción de la planta, para el periodo entre mayo y noviembre de 1996. Estos cálculos se incluyen en el Apéndice D. Los resultados de estos análisis son los siguientes: Χ Χ

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Estas altas pérdidas calculadas por el especialista pueden ser atribuidas a una serie de factores que incluyen: Χ Χ Χ Χ Χ Χ

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El actual rendimiento de jarabe para todos los sabores producidos es 97.8%. Este rendimiento representa una pérdida de 103,000 litros de jarabe, con un valor equivalente en refresco de 68,000 USD, durante este periodo de 7 meses. La mayoría de las plantas de embotellamiento modernas tienen rendimientos promedio mayores al 99%. Si la planta alcanzara un rendimiento de 99%, reduciría sus pérdidas anuales de jarabe en 112,000 litros e incrementaría su producción de refresco en 74,000 USD/año.

datos incorrectos de producción; sobrellenado de botellas; producción productos fuera de normas; rechazo de productos fuera de normas; explosión y rechazo de botellas en línea de llenado; pérdida de jarabe resultante de la limpieza de los tanques de jarabe, del retrolavado del filtro de velas, purga y evacuación de las cañerías/líneas/bombas de transferencia de jarabe, limpieza de los carbo coolers y de las máquinas de llenado, pérdidas por muestreo y derrames.

Cualquier esfuerzo que la empresa pueda realizar para mejorar el rendimiento de su jarabe y la eficiencia en su producción, conducirá a ahorros financieros sustanciales y a reducciones en la fuerza contaminante de su efluente.

Reciclaje del lubricante en el sistema transportador < La empresa instalará en un futuro cercano un sistema para recolectar, filtrar y reciclar la solución de jabón que es utilizada para lubricar el sistema transportador de la planta. <

Implementando esta medida, la empresa no solamente ahorrará dinero en la compra de reactivos, sino también reducirá la carga de DBO en su efluente. Aunque EP3 no tiene datos sobre el lubricante específico utilizado en la planta, un informe sobre reducción de residuos elaborado por North Carolina Department of Environment indica que el lubricante usado

por una embotelladora local tenía, según la formulación, una DBO5 de 1,700 mg/lit, que correspondía a ~4% de la carga en DBO5 de su efluente.

Controlar la rotura de las botellas de vidrio retornables <

Los datos de la planta muestran que la empresa recibió durante noviembre (1996), 887 cajas de botellas rotas de los camiones de distribución que recogen las botellas vacías de los comerciantes y las devuelven a la planta. Cada caja contiene de 6 a 24 botellas, dependiendo del tamaño, y el costo promedio de una caja de botellas de vidrio es de US$ 4.30. La pérdida de 887 cajas/mes representa, así, una pérdida financiera de US$ 3,800/mes o 45,600 US$/año. De acuerdo con la política de la compañía, el personal de los camiones de distribución deben inspeccionar las botellas que recogen de los comerciantes y rechazar toda botella que está notoriamente rota (de aquí en adelante botellas rotas). También se espera de ellos que separen cualquier botella rota durante el manejo, carga, transporte y descarga en los predios de la planta. Por lo tanto, ninguna botella rota debería “teóricamente” ingresar a la planta.

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Las botellas dañadas son retiradas de la línea de producción por un trabajador que inspecciona cuidadosamente todas las botellas, antes de su ingreso a la máquina lavadora de botellas. Una revisión rápida de EP3 mostró que aproximadamente el 50% de las botellas rechazadas tienen defectos o grietas menores, que solo pueden ser detectados por una inspección minuciosa ( de aquí en adelante, botellas defectuosas); el 50% restante de las botellas rechazadas están tan dañadas que pueden ser rápidamente detectadas.

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La empresa tiene inspectores que verifican periódicamente la descarga de las cajas de los camiones de distribución, para asegurarse de que no se incluyan botellas rotas en la devolución de éstas a la planta. Cuando esta situación se presenta, el personal de los camiones es penalizado por cada botella rota entregada a la planta.

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EP3 no pudo determinar el origen de las botellas rotas (comerciante, manejo por el personal de los camiones o transporte), como tampoco la razón por la cual aproximadamente 440 cajas de botellas notoriamente rotas pudieron evadir a los inspectores de la empresa y terminaron en la línea de producción. Sin embargo, es razonable considerar que si, ni los comerciantes ni el personal de los camiones de distribución, no reciben una penalización efectiva por la rotura de las botellas, no harán esfuerzo alguno por manejarlas con el cuidado necesario. Nota:

Χ Χ

Debido a que ningún comerciante debería aceptar una botella rota de sus clientes, el daño a las botellas puede atribuirse a un mal manejo del comerciante, del personal de los camiones distribuidores o al transporte. Las botellas de vidrio escazean siempre en la planta.

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La empresa podría usar el dinero que gasta actualmente en reemplazar las botellas (~23,000 USD por año) para mejorar la calidad y frecuencia de sus inspecciones y asegurarse de que las botellas dañadas sean pagadas por las partes responsables. Inspecciones más rigurosas y frecuentes asegurarían que las botellas sean tratadas con mayor cuidado y deberían incrementar el número de botellas en buen estado devueltas a la planta.