A Report of theOffice of Environment and Natural Resources

Bureau for Global ProgramsUnited 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 900Arlington, VA 22209-2406

HBI Reference No. TR-96-1604701-409

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 base3.1 Descripción del proceso3.2 Consumo de agua y generación de aguas residuales3.3 Costo del agua3.4 Flujo y carga contaminante del efluente actual3.5 Problemas ambientales

CAPITULO 4: Análisis y Recomendaciones4. 1 Medidas de conservación de agua

4.1.1 Reducir el uso de agua de enjuague en la máquina lavadora de botellasdisminuyendo 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 botellas4.1.3 Controlar la cantidad de agua empleada para el retrolavado del filtro de velas4.1.4 Reducir los requerimientos para la limpieza de los tanques de jarabe final 4.1.5 Reparar las fugas de agua4.1.6 Regular el flujo del agua de enfriamiento de los sellos de las bombas

4.2 Reducción de DBO en el efluente4.2.1 Evitar el ingreso de jarabe, de la primera evacuación del agua de lavado y de

refrescos fuera de normas, al efluente4.2.2 Reducir la cantidad de jarabe desperdiciado durante la colección de muestras

en los tanques de jarabe final4.3 Reducir el consumo de carbón activado granular (GAC) usado en el tratamiento de agua4.4 Efectos de las medidas de prevención de la contaminación en el costo de la futura

planta de tratamiento de aguas residuales4.5 Efecto de las medidas de prevención de la contaminación en la calidad del efluente de

la planta4.6 Oportunidades y temas misceláneos

CAPITULO 5: Análisis de Relaciones Críticas

CAPITULO 6: Observaciones y Conclusiones

APENDICES

CAPITULO 1RESUMEN EJECUTIVO

Embotelladora X, es una de las más importantes industrias de refrescos en País X y opera plantasembotelladoras en varios de los centros urbanos más importantes del país. Su planta en CiudadX, la cual participó en el proyecto EP3 y es el tema en el presente informe, produce y proveeproductos de la marca Coca Cola, además de otros pocos productos locales. La producción delas dos líneas de embotellado alcanza actualmente 40,200 m3 de bebidas carbonatadas por año yse 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 nuevamáquina lavadora de botellas y cajas, y la construcción de una nueva sala de jarabes. La empresaestá también planificando construir en el futuro cercano una planta de tratamiento de aguasresiduales para que sus efluentes puedan cumplir con la Ley del Medio Ambiente, así como conlos requisitos establecidos por la casa matriz, para sus efluentes.

La auditoría de prevención de la contaminación en esta planta fue realizada la en diciembre porun 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 laidentificación de nueve oportunidades significativas de prevención de la contaminación, las quese encuentran resumidas en la tabla 1. Si se las implementa en forma completa, las medidas deprevención de la contaminación podrán:

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

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

< incrementar la producción actual de refrescos en 28,000 litros/año, como resultado de lareducción 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 en7,100 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

SecciónNúmero

Recomendación de Prevención de lacontaminación

Beneficios Costo deImplementa

ción

Beneficios financieros Período derepago

4.1.1 Reducir el uso de agua de enjuague en lamáquina lavadora de botellas disminuyendo elarrastre de la solución cáustica del último tanquede NaOH.

Χ Reducir el consumo de agua y la generaciónde aguas residuales.Χ Reducir la carga de SDT en el efluente de laplanta.

Moderado Χ 2,680 USD/año bajandoel uso de agua.Χ Ver 4.4 para la reducciónen el costo del sistema detratamiento.

4.1.2 Optimizar el uso del agua de enjuague en lamáquina lavadora de botellas.

Χ Reducir el consumo de agua y la generaciónde aguas residuales.Χ Reducir la carga de SDT en el efluente de laplanta.

Moderado Χ 4,030 USD/año bajandoel uso de agua.Χ Ver 4.4 para la reducciónen el costo del sistema detratamiento.

4.1.3 Controlar la cantidad de agua empleada para elretrolavado del filtro de velas.

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

500 USD Χ 1,660 USD/año bajandoel uso de agua.Χ Ver 4.4 para la reducciónen el costo del sistema detratamiento.

4.1.4 Reducir los requerimientos de limpieza de lostanques de jarabe final.

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

Moderado Χ 1,020 USD/año bajandoel uso de agua.Χ Incrementando laproducción de refrescos en17,000 lit/añoΧ Ver 4.4 para la reducciónen el costo del sistema detratamiento

4.1.5 Arreglar las fugas de agua. Χ Reducir el consumo de agua y la generaciónde aguas residuales.

50 USD Χ 810 USD/año bajando eluso de agua

Χ Ver 4.4 para reducción enel costo del sistema de

tratamiento

4.1.6 Regular el flujo de la bomba de agua deenfriamiento de los sellos de las bombas

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

Pequeño Χ 180 USD/año bajando eluso de aguaΧ Ver 4.4 para reducción enel costo del sistema detratamiento

4.2.1 Evitar el ingreso de jarabe, del primer chorro deagua de lavado y de las bebidas fuera de normasal efluente

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

Pequeño Χ La reducción en el costode operaciones deltratamiento de aguasresiduales que resulta de lareducción del 50% en DBO,no puede ser cuantificada eneste momento.

4.2.2 Evitar el ingreso de jarabe, del primer chorro deagua de lavado y de las bebidas fuera de normasal efluente

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

Pequeño Χ Incrementar la producciónde refrescos de la planta en11,200 lit/año

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

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

7,000 USD Χ 7,100 USD/año porreducción en las compras deGAC.

~ 1 año

4.4 Efecto de las medidas de prevención de lacontaminación en el costo de la futura planta detratamiento de aguas residuales

Χ Reducir el costo de construcción yequipamiento de la futura planta de tratamientode aguas residuales.

VerSecciones4.1.1 a 4.1.6

Χ 90,000 USD ahorrados enel costo de construcción delsistema de tratamiento.

4.5 Efecto de las medidas de prevención de lacontaminación en la calidad del efluente

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

Χ La reducción en el costode operaciones deltratamiento de aguasresiduales que resulta de lareducción del 50% en DBO,no puede ser cuantificada eneste momento.

CAPITULO 2OBJETIVOS

The EP3 Project

The Agency for International Development (AID) is implementing an environmental prevenciónde la contaminación project (EP3) worldwide. EP3 is designed to operate directly with industrygroups to provide technical assistance in prevención de la contaminación, waste minimizationand clean technologies. Technical assistance is delivered in the form of: 1) diagnostic studies ofselected industries conducted by US and local experts, 2) recomendaciones on measures tominimize pollution through the use of clean technologies, 3) training and information on EP3practices, 4) tours by local experts to the US to meet with their industrial counterparts that havesuccessfully prevención de la contaminación measures, and 5) dissemination of effectiveexperiences in the program.

The EP3 project is being implemented worldwide through the services of a contractor, HaglerBailly Consulting, Inc., in addition to 16 sub-contractors. The EP3 Project uses the services ofpaid or pro-bono experts and environmental and regulatory experts from the US EnvironmentalProtection Agency (EPA).

The EP3 Assessment

The objective of the EP3 assessments is to identify cleaner producción options which (1) reducethe quantity of raw materials, chemicals and agua used in the manufacturing process, andthereby reduce industrial pollution and worker exposure to toxic substances; (2) demonstrate theenvironmental and economic value of cleaner producción practices; and (3) improvemanufacturing competitiveness and producto quality.

The assessment focuses on the technical aspects of prevención de la contaminación and is notintended to be a comprehensive evaluation of the safety and health impacts or considerations ofthe plant's operation. The assessment also does not address general business and managementpractices such as accounting procedures, data gathering, and data analysis. This report providesinformation on how to achieve and maintain prevención de la contaminación changes at thefacility and serves as a first step in developing a sustainable prevención de la contaminaciónprogram at the facility.

CAPITULO 3INFORMACION DE BASE

3.1 Descripción del proceso

La descripción general de la planta y de las operaciones de proceso relacionadas con la auditoríade prevención de la contaminación se encuentra en el informe de pre-evaluación. Estedocumento se incluye como Apéndice A y contiene la información de referencia utilizada comobase 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 lassiguientes tablas provienen de un estudio realizado por la empresa, antes de su participación enel proyecto EP3. Algunos de los valores originales de la empresa han sido modificados parareflejar los resultados de las medidas de campo tomadas por EP3; los valores modificadospueden ser claramente identificados en las tablas.

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

Tabla 2: Uso de agua estimado

Tipo de agua y uso

Consumode aguam3/mes

% del consumodel tipo de agua

específico% del consumo

total de agua Notas

Agua cruda

Limpieza de pisos 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, 3.5ciclos/día, 25 días/mes

Laboratorio 8 0.3% 0.0%

Total agua cruda 2,219 100.0% 14.0%

Agua blanda

Lavadora de botellas, línea 1 (28válvulas)

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, 25días/mes

Compresora de los enfriadores (chillers) 75 0.8% 0.5%

Calderos 263 2.8% 1.7%

Lavadora de cajas, línea 2 338 3.6% 2.1%

Total agua blanda 9,495 100.0% 60.1%

Agua tratada

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%

Lavado del carbo cooler 84 2.1% 0.5%

Tanques de jarabe 38 0.9% 0.2%

Producción de refrescos 3,488 85.3% 22.1%

Lavado del filtro de velas 7 0.2% 0.0%

Laboratorio 15 0.4% 0.1%

Total agua tratada 4,087 100.0% 25.9%

Total consumo de agua 15,801 100.0%

Tabla 3: Generación de aguas residuales estimada

Tipo de agua y usoConsumode aguam3/mes

Generaciónde aguas

residualesm3/mes

% del totalde aguas

residualesNotas

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

Retrolavado del filtro de arena #2 230 0

Estos flujos serán colectados y decantadosen un tanque pulmón. El sobrenadante serábombeado nuevamente al cisterna y lossólidos dispuestos como lodos.

Retrolavado del filtro de velas(medido por EP3)

987 987 9.4%

Laboratorio 8 8 0.1%

Total para agua cruda 2,219 1,196 11.4%

Agua blanda

Lavadora de botellas, línea 1 (28válvulas)

5,100 5,100 48.5%

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

3,720 3,720 35.4%

Compresora de chillers (enfriadores) 75 0 Se considera que no hay aportes al efluente.

Calderos 263 0 Se considera que no hay aportes al efluente.

Lavadora de cajas, línea 2 338 338 3.2%

Total para agua blanda 9,495 9,158 87.1%

Agua tratada

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

Estos flujos serán colectados y decantadosen un tanque pulmón. El sobrenadante serábombeado nuevamente al cisterna y lossólidos dispuestos como lodos.

Lavado del carbo enfriador (cooler) 84 84 0.8%

Tanques de jarabe 38 38 0.4%

Producción de refrescos 3,488 0 Se considera que no hay aportes al efluente.

Enjuague del filtro de velas 7 7 0.1%

Laboratorio 15 15 0.1%

Total para agua tratada 4,087 144 1.4%

Total para todo tipo de agua 15,801 10,498 100.0%

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 decostos de la planta y en las medidas de consumo de potencia tomadas en las principales bombasde 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 delefluente y su concentración promedio en DBO. Así, la carga en DBO representa la masa total deDBO descargada por la planta en un período dado de tiempo. Este valor es utilizado en esteinforme para establecer las actuales condiciones de la “línea base” del efluente de la planta yevaluar el impacto de las medidas de prevención de la contaminación propuestas en la calidaddel efluente de la planta.

3.5 Temas ambientales

< La casa matriz ha pedido a la empresa adecuarse, hasta fines de 1997, con sus políticascorporativas para el tratamiento de aguas residuales. Los estándares de calidad para aguasresiduales 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, laempresa construirá en el futuro cercano un sistema de tratamiento de aguas y ya haconseguido propuestas preliminares, para su diseño y construcción, de varias firmas deingeniería locales y extranjeras. A continuación se presentan cifras representativas sobre loscostos para el equipamiento y construcción de un sistema de tratamiento adecuado para losefluentes de la planta (los costos corresponden a un sistema de tratamiento con unacapacidad de 500 a 1500 m3/día):

Χ Laguna de aereación = 380 USD/m3/día (fuente: la empresa)Χ Sistema de lodos activados = 450 USD/m3/día (fuente: la empresa)

CAPITULO 4ANALISIS Y RECOMENDACIONES

4. 1 MEDIDAS DE CONSERVACIÓN DE AGUA

4.1.1 Reducir el uso de agua de enjuague en la máquina lavadora de botellasdisminuyendo 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 149m3/día de agua blanda. Esta agua es utilizada primeramente en la sección de enjuague finalde la máquina lavadora de botellas; el agua de enjuague consumida es reusada en lalavadora de cajas y en el pre-enjuague de botellas, y parte de ella es descargadadirectamente al drenaje.

< La sección de enjuague final de la lavadora de botellas está compuesta de dos estaciones derociadores separadas, las que utilizan el agua de enjuague en contra corriente. Cada estaciónde rociadores consiste de un juego de boquillas rociadoras que están colocadas sobre unabandeja recolectora de agua, independiente.

< La máquina no cuenta con medidores de agua para controlar el consumo de agua en elenjuague final, y no hay controles que aseguren que se utilice solamente la cantidad de aguanecesaria para esta operación. La válvula que controla la alimentación de agua en lalavadora de botellas queda abierta totalmente sin importar la calidad del agua de enjuagueconsumida.

< Más adelante se detalla el uso del agua utilizada en las máquinas lavadoras de botellas y decajas de la línea de 40 válvulas. Estas cifras se basan en las medidas de flujo realizadas porEP3 y en un horario de operaciones correspondiente a un 70%, sugerido por personal de laplanta (70% de 24 horas = 16.8 horas de operación de la lavadora por día).

Χ Desborde del enjuague final descargado al drenaje = 59.2 lit/min x 16.8 hr/día= 59.7 m3/día

Χ Pre-enjuague de botellas:Β Efluente del tanque de pre-enjuague = 40.5 lit/min x 16.8 hr/díaΒ Descarga periódica de los 2 tanques filtros rotatorios = 2 x 0.33 m3 x 4 ciclos/díaΒ 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/díaΒ Flujo del segundo efluente (puerta de salida de cajas) = 16.3 lit/min x 16.8 hr/díaΒ Efluente total de la lavadora de cajas = 45.6 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 debotellas para soplar el exceso de arrastre en las botellas y en la cadena y devolverlo alúltimo baño cáustico. Cualquier reducción en el volumen de arrastre de la solución cáusticaque ingresa en la sección de enjuague bajará la contaminación del agua en esta sección de lalavadora y, por lo tanto, bajará la cantidad de agua necesaria para enjuagar debidamente lasbotellas.

< La empresa debería evaluar cuidadosamente el diseño de la cortina de aire (posición, flujode 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 flujode 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:

< Promedio del consumo total de agua blanda = 9,495 m3/mes (ver Tabla 2)< Promedio del consumo de sal en el ablandador de agua = 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 aguade enjuague es igual al porcentaje reducido en el arrastre.

< En promedio la planta opera 25 días/mes o 300 días/año.

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 unsistema nebulizador. Sin embargo, la inversión para implementar estas recomendacionesdebería ser moderada.

Comentarios:

1) Durante la visita de EP3, la empresa se hallaba en proceso de instalar una nueva máquinalavadora 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 deagua de esta máquina y determinar si las recomendaciones de las secciones 4.1.1 y 4.1.2 sonaplicables en esta línea de producción.

2) La lavadora de botellas contiene una serie de tres tanques calentados que contienen unasolución limpiadora de hidróxido de sodio. Cada día, se agrega agua y NaOH a los tanquespara reponer la cantidad de solución limpiadora perdida por evaporación y arrastre. Si elvolumen perdido diariamente en el último baño cáustico es suficientemente grande, unnebulizador fino podría ser utilizado, en lugar de una cortina de aire, para eliminar parte delarrastre en las botellas y en la cadena. Para evitar un sobrellenado o una excesiva dilucióndel baño cáustico, la cantidad de agua agregada por el nebulizador debe ser menor o igual alvolumen de solución cáustica perdida en el tanque.

Cálculo de muestra:

< Volumen de agua agregado al último baño de soda cáustica = 1,500 lit/día (estimadoproporcionado por el Gerente de la planta).

< Las lavadoras de botellas operan 70% del tiempo o 16.8 horas/día. Se ha consideradoque el nebulizador se apaga cuando la lavadora de botellas no está operando.

< Promedio del rendimiento de la lavadora de botellas = (140 bot/min + 170REFPET/min) /2, ó 155 botellas/minLa cantidad de agua que puede ser utilizada por el nebulizador fino para lavar el arrastrede 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 la operación de un sistema de nebulizadores consume menos energía que el de lacortina de aire;

Χ diseño más simple -- no se necesita pensar en cómo introducir o extraer un flujogrande de aire de la máquina lavadora de botellas.

4.1.2 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 boquillasde agua de enjuague) de la sección de enjuague de la lavadora de botellas. Este pH neutroindica 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 cantidadmayor de agua que la necesaria para el enjuague de las botellas. La empresa debería medirel pH del agua de enjuague consumida en la última fase de enjuague de la máquina paraevaluar 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 lasbotellas un residuo de agua de enjuague con una calidad potable. Sería, entonces, underroche enjuagar excesivamente las botellas, solamente para asegurar que cualquierresiduo dejado en las botellas tenga un pH perfectamente neutro (esto es, pH 7). Como unindicador de un pH aceptable en agua potable, las regulaciones de la US (EPA) permitenque 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 deagua 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 m3/16.8hr

= 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 botellasREFPET 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 deenjuague implementando las recomendaciones presentadas en la sección anterior, para reducir elarrastre. Por lo tanto, la eficiencia de las operaciones de la lavadora de botellas estimada másabajo 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 delavado de botellas son las siguientes (ver Apéndice A):

Χ Relación típica para lavadoras de botellas = 0.2 lit agua/lit productoΧ Relación meta para lavadoras de botellas = 0.005 lit agua/lit producto

< Una comparación entre el consumo de agua actual de la lavadora de botellas, luego de laimplementación de la reducción del arrastre del último tanque de soda cáustica, y el valortípico proporcionado por la casa matriz muestra que la planta podría reducirsignificativamente el uso de agua en su lavadora de botellas.

< Si se considera que, con un control adecuado del proceso, la planta alcanzara la relacióntípica en el uso de agua de la casa matriz, la reducción resultante en consumo de agua y salestaría 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 develas, cuando este producto es bombeado del tanque de preparación con chaqueta de vapor ala sala de jarabe final. Debido a la alta concentración de PAC en el agua y la mezcla deazúcar (en cada lote se utilizan 7.5 kg de PAC y 6,500 - 7,200 kg de azúcar), el filtro develas 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 escontrolada manualmente por el operario de la sala de jarabe simple. El flujo del retrolavadoes descargado al efluente y contiene el PAC utilizado, tierra de diatomeas (agregada comoayuda filtrante) y azúcar.

Recomendaciones:

< Determinar la duración de la operación de retrolavado necesaria para limpiar el filtroadecuadamente.

< Instalar una válvula con temporizador para asegurar que la duración preestablecida del ciclode retrolavado sea respetada. Además de reducir la cantidad de agua consumida por losciclos de retrolavado, la implementación de esta recomendación reducirá también lamagnitud del pico de flujo del efluente. Diferentes componentes de un sistema típico detratamiento de aguas residuales – unidades de bombeo, conductos y rejillas o filtros – debenser diseñados para tratar flujos en horas pico (esto es, el mayor flujo de efluente medidodurante un periodo de una hora cualquiera del día). Por lo tanto, cualquier reducción en elflujo pico del efluente de la planta reducirá el tamaño de estos componentes y bajará elcosto 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 jarabesimple y asegurar, así, que los operarios respeten la relación agua – producto preestablecidabasada 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 deaguas 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 dePAC es insignificante después de 20 minutos de operación de retrolavado. Se considera, porlo 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 lotanto, 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 deretrolavado, 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 tanquesutilizados para la preparación de jarabe final. La sala de jarabe final está equipada con 6tanques grandes y 4 pequeños, todos en acero inoxidable. Cualquiera de los tanques dejarabe final puede ser usado para preparar o almacenar cualquiera de los 9 saboresdiferentes producidos.

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

Β 1er enjuague: 4 minutos de rocío con agua tratada. El agua del primer enjuaguecontiene gran parte de residuo de jarabe final que cubre el interior del tanque.

Β Inyección de vapor: 10 minutos de vapor vivo.Β 2º enjuague: 2 minutos de rocío con agua tratada.Β 3er enjuague: 2 minutos de rocío con agua tratada.Β 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 demucha atención por parte del operario. También emplea una cantidad relativamente alta deagua 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 dejarabe final son consumidos muy raras veces en una sola corrida de embotellado. Lapequeña cantidad de jarabe final que queda sin ser utilizada al final de una corrida deembotellado es, ya sea, transferida (bombeada) a uno de los 4 tanques pequeños o dejada enel tanque en el cual fue preparada. Esta necesidad de almacenar los restos de jarabe final enla sala de jarabe limita la posibilidad de la planta para reusar el mismo tanque para producirlotes consecutivos de un solo sabor de refresco – las políticas de la casa matriz no permitenmezclar dos lotes de jarabe final, o de producir un nuevo lote “sobre” restos de un lote dejarabe 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 detransferencia, es evacuado con una gran cantidad de agua tratada.

Recomendaciones:

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

< Eliminar la limpieza del tanque de jarabe final entre dos lotes consecutivos de jarabecompatible. Según el experto de EP3 en plantas embotelladoras, no es necesario limpiar ysanitizar el tanque después de cada lote de jarabe final, siempre que:

1) Se tomen precauciones sanitarias para evitar la contaminación del tanque; y2) 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 jarabefinal 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 aguadebe ayudar a la empresa a reducir la cantidad de agua desperdiciada principalmentedurante las operaciones de limpieza (e.g., mangueras que quedan abiertas cuando no estánen 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 queaproximadamente 5 kg de vapor (3,300 kcal) sonusados para sanitizar un tanque de jarabe final. Elcosto del combustible necesario para generar estacantidad de vapor es sin embargo, insignificante.

____________________

< Masa de jarabe final que queda en el tanque antes del 1er enjuague = 2.4 kg (promedio demuestras 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 10lotes/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 unlote completo de jarabe final en una sola corrida de embotellado), se considera que elnúmero de operaciones de limpieza de tanques podría reducirse en 50% usando el mismotanque 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 detanques, está expresado en términos del volumen de jarabe que podría ser producido coneste 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) x6.27

= 17,400 lit refresco/año____________________

La reducción de DBO5 en el efluente, por la reducción de pérdidas de jarabe final durante lasoperaciones de limpieza de los tanques, se calcula como sigue:

< Debido a que no se dispone de información sobre DBO5 para otros productos que no seanCoca Cola, se considera en este informe que el promedio de DBO5 de todos los refrescosproducidos por la planta es igual al de Coca Cola.

< La DBO5 de Coca Cola = 67,400 mg/lit (fuente: Dasgupta and Nemerow, Industrial andHazardous Waste Treatment, 1991, pág. 455).

< Relación final producto - jarabe final para Coca Cola = 6.4 lit Coca Cola/lit jarabe CocaCola.

< Como Coca Cola es una mezcla de jarabe final y agua carbonatada (DBO5 ~ 0), la DBO5 deljarabe 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 plantason 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 dejarabe (actualmente la tubería debe ser desmantelada y rearmada para cada nuevo ciclo debombeo). La inversión necesaria para mejorar el manejo de los productos en la sala dejarabe simple debería ser, sin embargo, moderada.

Comentarios:

< Se debe notar que cualquier reducción en el consumo de agua tratada ayudará a mejorar eldesempeño del sistema de tratamiento de agua (i.e., mejorar los procesos de floculación ysedimentación en los reactores de alcalinidad y reducir la carga de sólidos suspendidos enlos filtros de arena). La empresa indicó a EP3 que los reactores de alcalinidad estántrabajando 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 muycostosas para la empresa.

Recomendación: Reparar las fugas, reparar las válvulas rotas y reemplazar las manguerasdañadas.

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 paravaciar 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 de0.54 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 lotanto, el costo de las diferentes fugas es probablemente mucho mayor que el valor calculadoanteriormente.

< El objetivo de los cálculos precedentes es el de mostrar de que todas las fugas tienen uncosto y que frecuentemente este costo puede exceder ampliamente a aquél que requeriríauna 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 dejarabe simple corre incluso cuando las bombas no están operando.

Recomendaciones:

< Usar una válvula solenoide para activar el flujo del agua de enfriamiento solamente cuandolas bombas estén funcionando.

< El agua para enfriar los sellos de las bombas es relativamente limpia. Si se la capturara, estaagua podría ser reciclada o usada en otras aplicaciones (e.g., lavado de pisos o irrigación deljardín).

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 lasbombas, 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. Laempresa debería determinar si estas recomendaciones pueden ser aplicadas a alguna de lasotras 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 derefrescos fuera de normas, al efluente

Situación actual:

< Diferentes operaciones descargan desechos con altos contenidos en materia orgánica ycontribuyen al volumen de carga de DBO en el efluente. Las fuentes de estos desechoscomprenden:

< Desechos de jarabe concentrado de las salas de jarabe (el jarabe final contiene generalmentemás 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 deltanque de jarabe simple, del retrolavado del filtro de velas, de los tanques de jarabefinal, de la cañería de alimentación hacia las líneas de embotellado, carbo cooler);

Χ botellas de refrescos fuera de especificaciones (los refrescos contienen generalmentemás de 0.1 kg de azúcar por litro).

Recomendaciones:

< Segregar y recuperar estos desechos y almacenarlos temporalmente en turriles u otro tipo decontenedores apropiados. Este tipo de desechos han sido utilizados en los Estados Unidoscomo complementos de alto contenido en calorías para alimento de animales (reses ycerdos) o como insumos para productos como levadura o melazas. La gerencia de laempresa 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, laempresa debería intentar minimizar la dilución de estos desechos – esto es especialmenteimportante 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 reducirátambién 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 detratamiento 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 estosdesechos de alto contenido en materia orgánica debería reducir la salida de DBO de laplanta 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 unimpacto suficiente en la reducción de los costos de operación del futuro sistema detratamiento de aguas residuales (e.g., bajar los requerimientos de aereación, bajar elconsumo 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 enlos tanques de jarabe final

Situación actual:

< Se colecta una muestra de cada jarabe (simple y final) en cada lote de producto preparadoen los tanques de jarabe.

< Las muestras se toman de un grifo ubicado en la base de un visor de vidrio que está sujeto acada uno de los tanques de jarabe. Para evitar mezclar jarabe no representativo que llena lostubos de vidrio con la muestra, se drena el visor y se lo llena dos veces antes de colectarcada muestra. El material drenado del visor de vidrio es colectado en una cubeta y eseventualmente descargado al drenaje.

< El contenido del tanque es mezclado continuamente, por lo tanto, una muestra colectadadirectamente 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 paraasegurar que la muestra colectada provenga del tanque y no del visor de vidrio. Lainstalación de esta válvula eliminaría la necesidad de desperdiciar jarabe durante lasoperaciones de muestreo.

< Evitar la contaminación del jarabe enjuagando cuidadosamente el visor de vidrio durante lasoperaciones de limpieza. En la configuración del tanque y el visor de vidrio existente, elvisor 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 derefresco (ver Sección 4.1.4).

< Relación producto - jarabe final para los 9 sabores = 6.27 lit refresco/lit jarabe (loscálculos 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 laplanta 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 siguientecálculo:

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 deagua

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 devapor en el tanque de GAC. Sin embargo, como los tanques de GAC están hechos de aceroal carbón, tanto la temperatura del vapor, como la duración del ciclo de regeneración estánlimitados 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 ymayor 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 untanque de acero inoxidable o en un reactor adecuado.

< El GAC utilizado actualmente es sacado manualmente de los tanques, una vez cada 3 o 4meses. 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 GACutilizado. El volumen de este tanque dependerá del número de lotes que la empresa estápensando 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 fuentede GAC. El GAC utilizado no debe ser afectado excesivamente por la alta temperaturaalcanzada por un ciclo completo de regeneración. La empresa debe analizar también elcondensado de vapor descargado del reactor de regeneración, para asegurarse de que no segeneren subproductos nocivos de cloro durante el proceso de regeneración.

< Para eliminar el GAC gastado de sus tanques de tratamiento de agua, la empresa deberíatratar de conectar dos bombas a la línea de ingreso del retrolavado para generar un flujosuficientemente alto, como para que levante la capa de GAC y lo sople fuera del tanque. Elflujo de retrolavado puede ser entonces drenado hacia un dispositivo filtrante simple (bolsagrande de tela) para separar el GAC del agua. El agua usada en esta operación deretrolavado 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 lossiguientes 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: laempresa).

< 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 plantade tratamiento de aguas residuales

Situación actual: La empresa está planificando construir en el futuro cercano una planta detratamiento de aguas para cumplir con las regulaciones ambientales y las políticas para efluentesde Coca Cola (ver Sección 3.5).

Recomendaciones: Implementando las medidas de prevención de la contaminaciónpresentadas en este informe, la empresa reducirá significativamente el volumen, las cargas enDBO y STD y la magnitud del pico de flujo en sus descargas de aguas residuales. Estareducción en el volumen del efluente y en su fuerza contaminante, bajará a su vez los costos deconstrucción, equipamiento y operaciones de la planta de tratamiento de aguas residualesplanificada.

Datos de base, consideraciones y cálculos:

< A continuación se presentan algunas cifras representativas del costo de construcción yequipamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales (para un flujo del efluentede 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% anualmentehasta el año 2,001 (esto es, un 76% de crecimiento de la producción en los próximos 5años).

< 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 año2,001 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 lacontaminación = 176% x 420 m3/día

= 739 m3/día

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

Χ 37.3 m3/día - Reduciendo el arrastre en la lavadora de botellas de la línea Nº2Χ 55.9 m3/día - Optimizando el uso de agua en la lavadora de botellas de la línea Nº2Χ 26.3 m3/día - Controlando las operaciones de retrolavado del filtro de velasΧ 6.3 m3/día - Reduciendo los requerimientos de limpieza de los tanques de jarabe

finalΧ 5 m3/día - Reemplazando las mangueras de agua dañadas en la sala de jarabeΧ 2.8 m3/día - Controlando el flujo del agua de enfriamiento de las bombas en la

sala de jarabe

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 yequipamiento 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 deaereación – la alternativa de tratamiento menos costosa.

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

Situación actual: La empresa está planificando construir en el futuro cercano una planta detratamiento de aguas residuales para cumplir con las regulaciones nacionales y con las políticasde la casa matriz sobre los efluentes (ver Sección 3.5).

Recomendaciones: Implementando las medidas de prevención de la contaminaciónpresentadas en este informe, la empresa reducirá significativamente las cargas de DBO y desólidos disueltos totales contenidos en su efluente. Esta reducción en la fuerza del efluentedebería reducir el costo de las operaciones de la planta de tratamiento de aguas residualesplanificada.

Datos de base, consideraciones y cálculos:

Efecto esperado de las medidas de prevención de la contaminación en la concentración deDBO5 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 implementaciónde las medidas de prevención de la contaminación está dado por los siguientes cálculos:

Promedio de BOD5 después de EP3 = (2,625 kg/mes) / (7,150 m3/mes)= 370 mg/lit

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

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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

de botellasΧ 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 datosproporcionados por la empresa, la eficiencia en la producción de la planta, para el periodoentre mayo y noviembre de 1996. Estos cálculos se incluyen en el Apéndice D. Losresultados de estos análisis son los siguientes:

Χ El actual rendimiento de jarabe para todos los sabores producidos es 97.8%. Esterendimiento representa una pérdida de 103,000 litros de jarabe, con un valorequivalente en refresco de 68,000 USD, durante este periodo de 7 meses.

Χ La mayoría de las plantas de embotellamiento modernas tienen rendimientos promediomayores al 99%. Si la planta alcanzara un rendimiento de 99%, reduciría sus pérdidasanuales de jarabe en 112,000 litros e incrementaría su producción de refresco en 74,000USD/año.

< Estas altas pérdidas calculadas por el especialista pueden ser atribuidas a una serie defactores que incluyen:

Χ datos incorrectos de producción;Χ sobrellenado de botellas;Χ producción productos fuera de normas;Χ rechazo de productos fuera de normas;Χ explosión y rechazo de botellas en línea de llenado;Χ 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 dejarabe, limpieza de los carbo coolers y de las máquinas de llenado, pérdidas pormuestreo y derrames.

< Cualquier esfuerzo que la empresa pueda realizar para mejorar el rendimiento de su jarabe yla eficiencia en su producción, conducirá a ahorros financieros sustanciales y a reduccionesen 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 dereactivos, sino también reducirá la carga de DBO en su efluente. Aunque EP3 no tiene datossobre el lubricante específico utilizado en la planta, un informe sobre reducción de residuoselaborado 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, quecorrespondía 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 cajasde botellas rotas de los camiones de distribución que recogen las botellas vacías de loscomerciantes y las devuelven a la planta. Cada caja contiene de 6 a 24 botellas, dependiendodel tamaño, y el costo promedio de una caja de botellas de vidrio es de US$ 4.30. Lapérdida de 887 cajas/mes representa, así, una pérdida financiera de US$ 3,800/mes o 45,600US$/año.

De acuerdo con la política de la compañía, el personal de los camiones de distribucióndeben inspeccionar las botellas que recogen de los comerciantes y rechazar toda botella queestá notoriamente rota (de aquí en adelante botellas rotas). También se espera de ellos queseparen cualquier botella rota durante el manejo, carga, transporte y descarga en los prediosde la planta. Por lo tanto, ninguna botella rota debería “teóricamente” ingresar a la planta.

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

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

< EP3 no pudo determinar el origen de las botellas rotas (comerciante, manejo por el personalde los camiones o transporte), como tampoco la razón por la cual aproximadamente 440cajas de botellas notoriamente rotas pudieron evadir a los inspectores de la empresa yterminaron en la línea de producción.

Sin embargo, es razonable considerar que si, ni los comerciantes ni el personal de loscamiones 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 Debido a que ningún comerciante debería aceptar una botella rota de susclientes, el daño a las botellas puede atribuirse a un mal manejo delcomerciante, del personal de los camiones distribuidores o al transporte.

Χ Las botellas de vidrio escazean siempre en la planta.

< La empresa podría usar el dinero que gasta actualmente en reemplazar las botellas (~23,000USD por año) para mejorar la calidad y frecuencia de sus inspecciones y asegurarse de quelas botellas dañadas sean pagadas por las partes responsables.

Inspecciones más rigurosas y frecuentes asegurarían que las botellas sean tratadas conmayor cuidado y deberían incrementar el número de botellas en buen estado devueltas a laplanta.