Ensayo sobre las vinazas del Tequila

Introducción

Hoy en día, una de las mayores problemáticas a las que se enfrenta la industria del Tequila es la del tratamiento de sus aguas residuales, también llamadas vinazas tequileras, lo que pone en riesgo el desarrollo sustentable de esta tan importante actividad industrial. Las vinazas tequileras tienen un alto impacto ambiental debido a su elevado contenido de Materia Orgánica (MO)que expresada como Demanda Química de Oxígeno (DQO) puede alcanzar valores de 60 a 80 gDQO/L (Meza-Pérez, Briones-Méndez & Ilangovan., 1996). Este alto contenido de materia orgánica excluye totalmente el uso de tecnologías convencionales tales como los procesos aerobios cuya capacidad de operación está limitada a concentraciones máximas de 20 gDQO/L. Así pues, la necesidad de implementar nuevastecnologías para el tratamiento de estos efluentes resulta evidente.

Recientemente, el proceso de Digestión Anaerobia (DA) se ha mostrado como una alternativa interesante para el tratamiento de efluentes con alto contenido de materia orgánica (Olsson, Nielsen, Yuan, Lynggaard-Jensen & Steyer, 2005; Steyer, Bernard, Batstone, & Angelidaki, 2006). La DA presenta varias ventajas respecto a otrastecnologías. Por ejemplo, en los procesos aerobios el agua residual es puesta en contacto con O2 y una gran cantidad de microorganismos que degradan la MO para producir CO2 y agua, de los que posteriormente obtendrán energía. Dado que este proceso les genera una gran cantidad de energía, los microorganismos crecen rápidamente al grado de que parte de la MO del agua residual es convertida en comunidadesde células nuevas que se agrupan al final en un lodo orgánico, el cual se convierte en un problema nuevo de eliminación. En cambio, en la DA a pesar de que el agua residual también es puesta en contacto con una gran variedad de microorganismos, al excluir la presencia de oxígeno se logra que la MO sea transformada ahora en CO2 y CH4, por lo que los microorganismos obtienen poca energía a cambio,resultando en una velocidad lenta de crecimiento celular. Así, la mayor parte de la MO del agua residual es convertida en metano mismo que puede ser aprovechado posteriormente. Otras ventajas del proceso de DA son (McCarty, 1964): a) alto grado de remoción de MO, b) baja producción de lodos orgánicos residuales, c) requerimientos mínimos de nutrientes, e) no hay necesidad de suministrar oxígenodisminuyendo sus costos de operación y f) la obtención de metano como sub-producto de valor agregado.

El tratamiento por DA para materia orgánica compleja (MOC) puede considerarse como un proceso en dos etapas: acidogénesis y metanogénesis. En la primera, la MOC (polímeros de grasas, proteínas y carbohidratos) es hidrolizada, fermentada y convertida biológicamente a materia orgánica simple (MOS)por un conjunto de microorganismos llamados comúnmente “acidogénicos”. El principal producto de esta primera etapa son ácidos grasos orgánicos de cadena corta, también conocidos como Ácidos Grasos Volátiles (AGV’s), los cuales son fácilmente degradados por los microorganismos de la segunda etapa. Por consiguiente, en la última etapa, los ácidos orgánicos son convertidos en CO2 y CH4 (comoproductos finales del proceso) por un grupo de microorganismos llamados “metanogénicos”.
A través de los años, las reacciones que conforman el proceso de DA han sido llevadas a cabo en su mayoría utilizando un solo reactor, a lo que se conoce como procesos de DA de una sola etapa. Sin embargo, este tipo de configuración puede presentar problemas frecuentes de operación, ya que se debe de mantener unequilibrio entre las poblaciones de microorganismos y ambientes adecuados de crecimiento celular (van Andel & Breure, 1984). En la práctica, este equilibrio se favorece (pero no se garantiza) incrementando el tiempo de residencia del digestor y evitando variaciones abruptas en la concentración de MO del influente. Sin embargo, aún teniendo estas precauciones, la operación adecuada de este tipo de...