valorización de residuos

Salidas valorizables de los residuos y subproductos orgánicos de la industria de los transformados de frutas y hortalizas: proyecto Life+ Agrowaste Margarita Ros

Miguel Ayuso

Jose Ramón Miralles

Jose Antonio Pascual

Ana Belén Morales

Carlos Solera

Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC)

Centro Tecnológico Nacional de la Conserva y Alimentación (CTC)

Agrupal

Summary

Resumen

The processed vegetable sector comprises activities related to the canned, frozen, juices, concentrates and nectars of fruit and vegetables. The activity in this industry generates significant amounts of organic wastes and by-products and if we properly managed them, they can give an economic and environmental profit. On the one hand, we have the organic waste between 13% and 65%, and sewage sludge which varies according to raw material processed between 2-8 T per ton of raw material processed. Obtaining a suitable technology to transform these organic wastes and by-products to generate economic and environmental benefits, is the key to realize their full potential and not just animal feed or final disposal to landfill. Among the most significant technologies according to this type of wastes, we can lead toward various types of industries such as Food industry (human and animal), pharmaceutical, chemical, etc., by obtaining compounds of interest from wastes ejm. Polyphenols, vitamins, aromatics... Some of these are of known, although there are many others waiting for their identification and further exploitation by the industry to develop novelty products and competitive in the market. Energy industry to obtain alternative energy sources like biogas, bioethanol, biohydrogen..., and the Agricultural Industry for obtaining stabilized organic materials (compost) that can be used as organic soil amendment or as growing media as an alternative to peat with specific activities with added value. One way to realize what has been said previously is LIFE + AGROWASTE (LIFE10 ENV/ ES/469) to be carried out during three years 20122014 and is to be performed entirely in the region of Murcia because of its quantity and quality of enterprises of processed fruits and vegetables. The project will be coordinated by the CEBAS-CSIC and in collaboration with the CTC and Agrupal. 2

El sector de los transformados vegetales agrupa las actividades relacionadas con la conserva, congelados, zumos, concentrados y néctares de frutas y hortalizas. La actividad en esta industria genera cantidades importantes de residuos y subproductos orgánicos que pueden generar, si se gestionan adecuadamente, un beneficio económico y medioambiental. Por un lado tenemos los restos orgánicos, cuya cantidad generada oscila entre un 13% y un 65%, y por otro los lodos de depuración, que varían según la materia prima procesada entre 2 y 8 t por tonelada de materia prima procesada. La obtención de una adecuada tecnología que permita transformar estos residuos y subproductos orgánicos en productos que generen un beneficio económico y medioambiental, es clave para obtener su máximo potencial, y no simplemente la alimentación animal de forma directa o su gestión final a vertedero. Dentro de las tecnologías más destacables acorde a este tipo de residuos, las podemos dirigir hacia diversos tipos de industria como es la industria alimentaria (humana y animal), farmacéutica, química etc.,

mediante la obtención de compuestos de interés a partir de los residuos y subproductos (p.ej., polifenoles, vitaminas, compuestos aromáticos…). Algunos de estos son de naturaleza conocida, aunque existen otros muchos que esperan su identificación y posterior explotación por la industria para elaborar productos novedosos y competitivos en el mercado. También se pueden destinar a la industria energética para la obtención de fuentes de energía alternativas como biogás, bioetanol, biohidrogeno…, y a la Industria agraria para la obtención de materiales organicos estabilizados que puedan utilizarse como enmienda orgánica de suelos o como sustrato de cultivo alternativos a las turbas, con actividades especificas con valor añadido. Una manera de materializar lo comentado con anterioridad es el proyecto Life+ Agrowaste (LIFE10 ENV/ES/469), que se va a realizar durante tres años (2012-2014) y se va a desarrollar íntegramente en la Región de Murcia debido a su cantidad y calidad de empresas de transformados de frutas y hortalizas. Está coordinado por el CEBAS-CSIC, con la colaboración del CTC y Agrupal.

residuos 130

su territorio a más del 13% de las empresas del sector.

EL SECTOR DE LOS TRANSFORMADOS DE FRUTAS Y HORTALIZAS Dentro del sector de transformados vegetales se agrupan las industrias que procesan materia prima vegetal mediante cualquier técnica de conservación: esterilización por calor, congelación, desecación, refrigeración, atmósferas modificadas, etc. Las principales actividades que se incluyen dentro del sector son la fabricación de: 1. conservas de frutas y hortalizas; 2. congelados de frutas y hortalizas; 3. zumos, concentrados y néctares de frutas y hortalizas. Este sector de transformados vegetales es uno de los más dinámicos dentro de la industria agroalimentaria y representa aproximadamente un 7% de la producción total. Las industrias de transformados vegetales se localizan generalmente cerca de las áreas productoras, concentrándose principalmente en España en las regiones de Andalucía, Comunidad de Murcia, Comunidad Valenciana, Navarra, La Rioja, Cataluña y Extremadura. La Región de Murcia dispone de una industria con gran tradición y líder a nivel nacional principalmente en la producción de zumos y néctares. Se trata de la segunda zona en importancia tras Andalucía, reuniendo en

En la actualidad en la Región de Murcia la industria de conservas de frutas y hortalizas supone cerca del 5% del PIB y da empleo a entre 7.000 y 10.000 trabajadores de forma directa. De acuerdo con los datos de la Dirección General de Aduanas, la Región de Murcia exportó en el año 2011 un total de 478.581 t de frutas y hortalizas transformadas por un valor de mas de 225 millones de euros, lo que supone un incremento superior al 10% en toneladas y del 25% en valor respecto al año 2010. Respecto a 2009, que era hasta entonces el mejor de los últimos años, el incremento fue aproximadamente del 7,5% en toneladas y del 18% en valor. Todo ello significa que el sector no solo mantiene su actividad sino que incrementa la misma respecto a años anteriores. La producción industrial de este tipo de empresas está relacionada con la producción agrícola y su estacionalidad, con los recursos naturales, el clima y la situación geográfica de la producción, adaptándose a los ciclos y procesos de la producción agraria que proporciona la materia prima. Es necesario tener una dotación de activos fijos (instalaciones, bienes de equipo, etc.) importante y versátil, superior a la normal

Tabla 1 Porcentajes de restos generados en función de la materia prima procesada Fuente: Guía de Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector de Transformados Vegetales

Materia Prima



Tipo de restos

Tomate



Piel, pepita, podridos

15

Pimiento piquillo



Corazones, piel

53

Pimiento morrón



Corazones, pieles

50-60

Espárrago



Pieles, trozos

51

Alcachofa



Brácteas, tallos

60-65

Judía verde



Puntas

28

Champiñón



Corte raíz, dextrío

21

Puerro



Hojas, raíces

47

Brotes de ajo



Partes blancas

17

Borraja



Hojas

28

Cardo



Penca, hoja, corazón

65

Acelga



Pencas, hojas

48

% restos total

Espinacas



Hojas secas

13

Melocotón



Pieles, huesos

22-28

Ciruela, albaricoque



Pieles, huesos

10-25

Naranja, mandarina



Piel, corteza, semillas

40-45

Naranja zumo



Piel, corteza, semillas

60-65

Pera



Piel, pecíolos, corazón

42-45

Septiembre 2012

en un sector industrial común, para adaptarse a la capacidad de producción necesaria en campañas de intensidad variable, seguidas en algunos casos de periodos de inactividad total o parcial. Aunque, debido a una mayor demanda de los productos, las empresas compran materia prima en otras regiones productivas cuya producción esté desplazada en el tiempo, o diversifican las materias primas utilizadas. La actividad generada en esta industria de los transformados de frutas y hortalizas genera cantidades muy importantes de subproductos orgánicos, restos de la materia tratada, y en los últimos años, fruto de la progresiva instalación de depuradoras de aguas residuales, también lodos de depuradora en cantidades notables. Es necesario identificar y gestionar estos residuos y subproductos orgánicos de una manera adecuada y sostenible, con el fin de que su manejo no suponga un coste añadido, y si es posible, que su gestión pueda generar un beneficio económico lo suficientemente interesante como para plantearse la realización de las inversiones necesarias para poder aplicar las tecnologías de gestión propuestas.

RESIDUOS Y SUBPRODUCTOS GENERADOS EN EL PROCESO DE TRANSFORMADOS DE FRUTAS Y HORTALIZAS La generación de restos sólidos en el subsector de transformados vegetales es importante sobre todo en cuanto a su volumen o cantidad, diferenciándose los residuos generados entre orgánicos, inertes y peligrosos. De los datos obtenidos del sector se puede concluir que el 83% de los residuos generados corresponde a los orgánicos (procedentes de operaciones de corte, troceado, pelado, etc.). El 16% está formado por residuos inertes correspondientes a cartón, plástico, chatarra, vidrio, hojalata, etc. El 0,7% perteneciente a otros residuos, lo componen los lodos de depuradora o aceites de fritura, y tan solo el 0,3% corresponden a residuos peligrosos. Dentro de los restos sólidos orgánicos que genera la industria de transformados vegetales podemos hacer una distinción clara entre residuos y subproductos. Por una parte se considera subproducto a todos los restos vegetales que se derivan de la materia prima de frutas y hortalizas procesada. Esto es así porque es un resto resultante del proceso de producción al que se le da un uso posterior como alimentación animal, que se realiza de forma 3

valorización de residuos

Tabla 2 Cantidad de materia prima procesada en el año 2008 en conservas vegetales

Materia Prima



Toneladas procesadas/año 2008

Alcachofa



120.000

Pimiento



60.000

Tomate



29.000

Melocotón



120.000

Albaricoque



65.000

Pera



19.500

Fresa



22.000

Mandarina



10.500

TOTAL



446.000

directa sin ser sometido a ningún tipo de transformación y sin generar impactos adversos para la salud o el medio ambiente. Por otra parte, como residuo orgánico más común y generado en cantidades notables de la industria de transformados vegetales están los lodos de depuración. Este es un residuo que podríamos considerar como “nuevo” dentro de este sector ya que es consecuencia de la instalación de depuradoras de tipo biológico que se está produciendo en los últimos 10-15 años. A este residuo, hasta la fecha, no se le da ningún tipo de tratamiento y lo habitual es su eliminación mediante gestores de residuos autorizados. Restos orgánicos de la industria de transformados de frutas y hortalizas El porcentaje de restos orgánicos generados en la elaboración de transformados vegetales es muy variable, ya que está determinado principalmente por la materia prima a procesar (tamaño, forma, partes aprovechables…) y su proceso de transformación, lo que implica que los niveles de residuos sean distintos en cada caso. En la tabla 1 se presentan valores aproxima-

dos de los porcentajes de restos vegetales generados en función de la materia prima procesada, que oscilan entre un 13% y un 65%. En la tabla 2 se muestra la cantidad de materia prima procesada en el año 2008 en conservas vegetales. Como ya hemos comentado, los restos vegetales obtenidos son considerados como subproductos y su principal destino es la alimentación animal aprovechando su gran valor nutritivo Sin embargo, es necesario tener en cuenta varios factores; por un lado la utilización de los restos vegetales como alimento animal a veces puede resultar costoso, ya que los costes de gestión se ven incrementados por el transporte, al no estar el ganado cerca de las industrias. Además, sin duda, en muchos casos se produce una pérdida de oportunidad económica al desaprovechar otras capacidades más interesantes de estos restos (altos contenidos en compuestos de interés, potencial energético, potencial como enmendante orgánico agrícola…). Por otro lado, la disposición en vertedero de los residuos orgánicos, considerando estos tanto los lodos de depuradora como los restos orgánicos, es cada día más costosa y problemática debido a la normativa

Tabla 3 V olumen de agua residual y cantidad de lodos de depuradora generados por cada 100 toneladas procesadas en la industria de transformados vegetales Fuente: Guía de Mejores Técnicas Disponibles en España del Sector de Transformados Vegetales

4

Materia Prima



Agua residual m3

toneladas

Lodos

Alcachofa



500-1.600

2-4

Pimiento



500-900

3-5

Melocotón



600-900

4-7

Albaricoque



600-900

2-4

Pera



400-800

4-6

Tomate



400-800

4-7

Naranja zumo



400-1.000

5-8

europea (Directiva Europea 99/31/CE), que limita la entrada de materiales orgánicos. Por ello es necesaria la búsqueda de alternativas sostenibles de valorización para dichos residuos. Lodos de depuradora de la industria de transformados de frutas y hortalizas En la industria agroalimentaria, y en particular en el sector de transformados vegetales, el agua es una materia prima imprescindible para el desarrollo de su actividad; de hecho este sector tiene un consumo de agua importante, siendo una de las actividades industriales que tiene un mayor consumo de agua (11%) (Hispagua, 2003) y la que más consume si hablamos de agua de calidad de consumo humano. El consumo de agua es muy variable y depende de muchos factores; así tenemos horquillas de consumo de agua tan amplias como: conservas vegetales, entre 4 y 60 l kg-1 de materia prima procesada; los congelados, entre 4 y 40 l kg-1 de materia prima procesada; y en zumos, entre 6 y 15 l kg-1 de materia prima procesada. Todo esto va a depender del tipo y cantidad de materia prima procesada, características de la materia prima que van a determinar el tipo de operaciones y tecnologías por las que tiene que pasar hasta obtener el producto final. La implantación de sistemas de recirculación y buenas prácticas medioambientales –la reutilización de aguas limpias, la optimización del caudal en las distintas operaciones y otras buenas prácticas– también influyen en el consumo de agua. La generación de aguas residuales en el sector de transformados vegetales como consecuencia del elevado consumo de agua, es importante, sobre todo en cuanto a su volumen o caudal; aproximadamente entre el 70-80% del consumo de agua se vierte en forma de aguas residuales, y el 20-30% restante se incorpora al producto como líquido de gobierno, se pierde en evaporaciones, etc. En general, todas las empresas realizan algún tipo de pretratamiento a sus aguas residuales como son la separación de sólidos gruesos, homogeneización de los vertidos, neutralización, etc., previo al vertido de las aguas residuales a colector municipal (donde existen depuradoras municipales) o a cauce público. Sin embargo, desde que apareció la ley 1/1995 de protección del medio ambiente de la Región de Murcia, que obliga a la depuración de las aguas previo a su vertido, esto ha llevado a que residuos 130

valorización de residuos y subproductos orgánicos de la industria de transformados de frutas y hortalizas

Tabla 4 Características de los lodos procedentes de depuradoras de aguas residuales generadas de la industria de transformados vegetales Datos expresados en peso seco

parámetros

Valores Límite R.D. 1310/1990 Media [Mín.–Máx.] Suelos pH 7

Valores Límite Orden 28/5/1998

Parámetros fsicoquímicos y contenido en materia orgánica Conductividad (µS/cm)



3.397 [1.184–6.600]

–

–

–

pH



6,66 [5,31–9,93]

–

–

–

Materia seca (%)



17,2 [4,8–56,7]

–

–

–

Materia orgánica (%)



85,2 [54,4–96,7]

–

–

–

Carbono orgánico Total (%)



49,4 [31,6–56,1]

–

–

–

Relación C/N



18,89 [6,15–64,0]

–

–

–

Nitrógeno total (%)



3,73 [0,51–8,0]

–

–

–

Fósforo total (% P2O5)



1,45 [0,24–5,4]

–

–

–

Potasio %



0,48 [0,07–1,16]

–

–

–

Cadmio (mg/kg)



0,07 [