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ANTECEDENTES SOBRE CONTROL DE OLORES EN LA
INDUSTRIA DE RENDERING
CANCUN, MARZO 2015
1
1
Instalación sin control de Olores
Olor
Olor
Olor
Problemas de Olor
Normalmente no genera grandes riesgos, pero es una gran molestia
Algunas veces en recintos cerrados, puede generar riesgos, por ej. H2S
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2
Antecedentes Generales sobre Olores
•
•
•
•
•
Problema muy difícil de atacar.
Asociados a un proceso.
Resultado de una combinación de cientos de compuestos orgánicos.
Es una variable dinámica. Varía en el tiempo por diferentes condiciones de proceso, tipos y estados de materias primas, condiciones ambientales (Temp, Hum, vientos), estado de los equipos (se deterioran),…
Los compuestos pueden estar en muy bajas concentraciones másicas (ppbs), pero en términos de olor su concentración puede ser muy alta (unidades de olor)
3
3
Substancias Olorosas (Osmogenes) y umbral de olor
Formula
Olor característico
Umbral de
Olor(ppm)
Umbral de
reconocimiento
Peso Molecular
Acetaldehyde
CH3·CHO
pungent, fruity
0.004
0.21
44.05
Allyl mercaptan
CH2·CH·CH2·SH
strong garlic, coffee
0.0005
---
74.15
Ammonia
NH3
sharp, pungent
0.037
46.8
17.03
Amyl mercaptan
CH3·(CH2)3·CH2·SH
unpleasant, putrid
0.0003
---
104.22
Benzyl mercaptan
C6H5·CH2·SH
unpleasant, strong
0.00019
---
124.21
Butylamine
C2H5·CH2·CH2·NH2
sour, ammonia-like
---
0.24
73.14
Cadaverine
H2N·(CH2)5·NH2
putrid, decaying flesh
---
---
102.18
Chlorine
Cl2
pungent, suffocating
0.01
0.314
70.91
Chlorophenol
ClC6H5O
medicinal, phenolic
0.00018
---
128.55
Crotyl mercaptan
CH3·CH:CH·CH2·S
skunk-like
0.000029
---
90.19
Dibutylamine
(C4H9)2NH
fishy
0.016
---
129.25
Diisopropylamine
(C3H7)2NH
fishy
0.0035
0.085
101.19
45.08
Dimethylamine
(CH3)2NH
putrid, fishy
0.047
0.047
Dimethyl sulfide
(CH3)2S
decayed vegetables
0.001
0.001
62.13
Diphenyl sulfide
(C6H5)2S
unpleasant
0.000048
0.0021
186.28
Ethylamine
Ethyl mercaptan
C2H5·NH2
C2H5·SH
ammoniacal
decayed cabbage
0.83
0.00019
0.83
0.001
45.08
62.1
Hydrogen sulfide
H2 S
rotten eggs
0.00047
0.0047
34.1
Indole
C2H6NH2
recal, nauseating
---
---
117.15
Methylamine
Methyl mercaptan
Ozone
Propyl mercaptan
CH3NH2
CH3SH
O3
CH3·CH2·CH2·SH
putrid, fishy
decayed cabbage
irritating above 2 ppm
unpleasant
0.021
0.0011
0.001
0.000075
0.021
0.0021
-----
31.05
48.1
48
76.16
Putrescine
Pyridine
Skatole
NH2(CH2)4NH2
C 6 H5 N
C 9 H9 N
putrid, nauseating
disagreeable, irritating
fecal, nauseating
--0.0037
0.0012
----0.47
88.15
79.1
131.2
Sulfur dioxide
SO2
pungent, irritating
0.009
---
64.07
Tert-butyl
(CH3)·SH
skunk, unpleasant
0.00008
---
90.19
Thiocresol
CH3·C6·H4·SH
skunk, rancid
0.0001
---
124.21
Thiophenol
C6H5SH
putrid, garlic-like
0.000026
0.28
110.18
Triethylamine
(S2H5)3N
ammoniacal, fishy
0.08
---
101.19
4
4
Antecedentes Generales sobre Olores
•
•
•
•
•
5
Cada componente de olor puede enmascarar o amplificar el efecto de otro componente.
Metodologías analíticas muchas veces no pueden detectar las moléculas de olor, pero la nariz humana si lo detecta. Por eso la única metodología válida a nivel Europeo son los paneles de olor.
Medición de olores es cara.
La única solución 100% es encapsular las plantas, y evitar fugas de gases desde el interior por vías que no sean las de tratamiento.
Tecnología disponibles presentan altas eficiencias para altas concentraciones y bajas eficiencias para bajas concentraciones. Esto dificulta más la solución del problema.
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Selección de Tecnologías El control de emisiones debe considerar:
• Tipo de proceso de producción y su continuidad.
• Flujo de gases y su Composición.
• Contenido y tipo de sustancias tóxicas.
• Contenido de polvo y distribución del particulado. Aereosoles.
• Condiciones ambientales (Temperatura, Humedad, vientos)
• Localización de la Planta.
• Legislación en el área (es variable en el tiempo).
• Consumos de energía, agua y químicos.
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6
TECNOLOGIAS PARA EL CONTROL DE OLORES
Usadas en el sector:
• Dispersión (Chimeneas)
• Enmascaramiento
• Scrubbing o Lavado
• Biofiltración
• Incineración: Termodestructores con recuperación de calor y regenerativos (RTO).
• UV ‐ Plasma frío
• Adsorción sobre un sólido
SOLUCION NORMALMENTE ES UNA COMBINACION DE TECNOLOGIAS
7
7
TECNOLOGIAS DE CONTROL RENDERING: NIVELES DE OLOR EN OU/m³ < 500 – 2.000 OU/m³
3.000
250.000
500
12.000
5.000
8
> 1.000.000 OU/m³
TECNOLOGIAS DE CONTROL RENDERING: NIVELES DE OLOR EN OU/m³ Niveles de olor que encontramos normalmente en plantas de Rendering:
• Aire de proceso (primarios) > 1.000.000 OU/m3
• Aire de Sala ~ 10.000 OU/m3
• Otros aires ~ 3‐5.000 OU/m3.
9
9
TECNOLOGIAS DE CONTROL RENDERING: NIVELES DE OLOR EN OU/m³ Eficiencias de reducción de olores en plantas de rendering, según nuestra experiencia:
• Oxidación Térmica (Combustión en RTOs): > 98%.
• Biofiltro: 73% ‐ 80%
• Scrubbers: 41% ‐ 60%.
• UV: 80 – 90%
10
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Valores de Olores en Planta Harina de Pescado
Datos Planta Harina de Pescado en Alemania
Niveles de olor bajo 500 OU/m³ no puede ser detectado por personas
Aire salida 35.000 Nm³/h @ 37°C con
Después tratamiento con lavador
Después de tratamiento en biofiltro
7.000.000 OU/m³
224.000 OU/m³
35.000 OU/m³
reducción de
reducción de
Reducción total
96,8 %
86,4 %
99,5 %
Aire salida 35.000 Nm³/h @ 37°C with
Después de tratamiento con lavador
7.000.000 OU/m³
224.000 OU/m³
Después de tratamiento vía RTO
500 OU/m³
reducción de
96,8 %
reducción de
99,8 %
Reducción total
99,99 %
1
1
11
11
OLORES EN PLANTAS DE PROCESO
• Problemas generados por deterioro de la Materia Prima.
• Efectos de Temperatura y tiempo.
• Problemas recepción, almacenamiento y proceso
12
12
OLORES EN PLANTAS DE PROCESO
El deterioro de la MP se evita:








Utilización de frío/hielo en tanques de almacenamiento en planta.
Alternativa control de pH o dosificación de preservantes.
Tanques cerrados herméticamente.
Minimizar tiempos de residencia en tks.
Buen diseño de tks.
Separación rápida de la sangre y líquidos producidos.
Limpieza y sanitización de Tks al termino de proceso.
Proceso rápido. 13
13
OLORES EN PLANTAS DE PROCESO
Las plantas generan residuos líquidos y gaseosos, que son causas de olores:
• Malos olores generados en tanques almacenamiento, planta aguas residuales,…
• Fugas de vahos : equipos de proceso, tanques de almacenamiento, sistemas de transporte; gases de procesos, enfriado, molienda…
• Falta de higiene y limpieza
• Aguas en pisos y canaletas
14
14
CONTROL DE OLORES EN PLANTAS DE PROCESO (vahos)
El control debe estar orientado entre otros a minimizar:
• Fugas de vahos primarios (equipos).
• Fugas de vahos secundarios (transportadores, tanques…).
• Cierres de sala (climatización de sala)
• Eliminar aguas estancadas.
• Emisiones de particulado.
• Almacenamiento de productos
15
15
PROYECTO CONTROL DE OLORES
Requiere de un estudio de Ingeniería para optimizar: • Diseño de la planta
• Condiciones de Proceso
• Procedimientos de hygiene y limpieza
• Fuentes y fugas
• Minimizar perdidas energéticas
• Canalización de los flujos de gases con olores
• Selección de la(s) tecnología(s)
El control de olores es un costo neto de producción !! 30
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PROYECTO CONTROL DE OLORES
Acciones comunes en todo Proyecto: • Sellado de equipos y líneas de proceso.
• Implementación de procedimientos de proceso y limpieza.
• Diseños de ductos de captación y canalizaciones al punto de tratamiento.
31
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PROYECTO CONTROL DE OLORES
UNIDADES METRICAS
Altitud
Metodo de Cálculo
* Presión Dinámica
**
***
1
1*
w= kg H2O/kg a.s.
2
H10
Identificación Segmento ducto
2*
T
Temperatura Bulbo Seco
3*
Q
Flujo (aire seco)
25
0,18
df=dfE*dfP*dfT*dfM
4*
Vt
Velocidad Mínima de Transporte
dfE=(1‐(22.08*10^‐6)*z)^5.268
5*
H2O
kg de agua/minuto
dfP=(101384+SP)/101384
6*
mas
kg de aire seco/segundo
dfT=(294/(T+273))
7
df
Ffactor densidad
dfM=(1+w)/(1+1.607*w)
8
Qduct
Flujo en Ducto
9
At
Area ducto calculada
10
d
7,3
1
0,18
0,024
Diámetro Calculado
0.85
86
0.93
4
11
A
Area ducto seleccionada
Qduct=Q(1+w)/df
12
Vd
Velocidad en Ducto
7,3
V=1,29(VP/df)^0.5
13
VPd
Presión Dinámica en Ducto
32
VP=df(V/1,29)^2
14
h
Calor Total
15*
As
Area SLOT
h=1,006T+w(2501+1,84T)
16*
Fs
Coeficiente perdidas SLOT
5
87
88
89
90
1.03
1.15
1.28
1.45
91
1.65
92
1.91
93
2.25
6
17*
Codos 90° Perdidas
18
Vs
(5 piezas)
19
VPs
R/D
20
F
2.70
95
3.35
96
4.36
97
6.12
98
10.00
Coeficiente Aceleración
Velocidad SLOT
Presión Dinámica SLOT
Perdidas SLOT en VP
1,5
0.24
21
SPs
2,0
0.19
22*
Fh
2,5
0.17
23*
Coeficiente Aceleración
24
Perdidas entrada HOOD en VP
Perdidas Ingreso Ramales (5 piezas)
25
Perdidas entrada HOOD
Angulo
26
Otras Perdidas
7
FEN
Presión Estática SLOT
Coeficiente Entrada HOOD
0,25
1
1,25
40
15°
0.09
27
SPh
Presión Estática HOOD
40
30°
0.18
28*
L
Longitud ducto recto
3,1
Fd
Factor Fricción Ducto
0,130
45°
0.28
29*
90°
1,00
30*
N° de codos a 90°
8
31*
Fel
Coeficiente de perdida de codos
Fd (Metal/Plastico)=0,0155*(V^0.533/Q^0.612)
32*
Fen
Coeficiente Entrada Ramal
Fd(flexible)=0.0186*(V^0.604/Q^0.639)
33*
34
94
0,024
SLOT
85
3
175
175 Diámetro Seleccionado
Perdidas en HOOD
ºC
Título Vahos
Kg vapor /kg aire seco
PERDIDAS EN DUCTO
Temperatura
35
Coeficiente Fitting especiales
Perdidas por Fricción en Ducto en VP
0,43
0,83
9
36
Perdidas en Ducto en VP
VPr=(Q1/Q3)*VP1+(Q2/Q3*VP2
37
Perdidas Ducto
10
38
Otras Perdidas
QCORR=QDESIGN*(SPGOB/SPLOW)^0,5
39
11
40
SPSYSTEM =SPOUT‐SPIN‐VPIN
41
SPSYSTEM=SP PARA SELECCIÓN DEL VENTILADOR
42
VPr
0,40
Perdidas en Codo en VP
26
Carga Promedio VP
Perdidas por aumento de Velocidad
Perdidas Segmento de presión
SP gob
Presión Estática Gobernante
43
SP cum
Presión Estática Acumulativa
44
Qcorr
Flujo Volumetrico corregido
45
Vcorr
Velocidad Corregida
46
VPcorr
Presión Dinámica Corregida
47
Razón SPgobernante/SPmas bajo
‐66,26
‐66,26
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AZ INGENIERIA Y MAQUINAS LTDA ( www.azing.cl – [email protected] – [email protected] ) Experiencia en el desarrollo de Ingeniería y suministro de equipamientos para:
• Procesos Químicos y Bioquímicos.
• Procesos de Evaporación.
• Procesos de WET Rendering y DRY Rendering.
• Procesos de Harina de Pescado.
• Procesos de Secado.
• Control de Procesos para los arriba indicados.
• Proyectos para minimizar problemas ambientales: aguas residuales, olores, ruidos.
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TERMODESTRUCTORES
• Es un sistema de equipos que utiliza calor para destruir los compuestos orgánicos (oxidándolos) • Es efectivo con cualquier compuesto que pueda ser destruido (oxidado) por calor. • Los compuestos orgánicos en su mayoría, son convertidos en agua y dioxido de carbono que pueden ser descargado directamente a la atmósfera.
16
20
TERMODESTRUCTORES
Para garantizar la destrucción >98% de los olores:
Temperatura: 850‐950 °C
Tiempo: 1‐2 seg.
17
21
Termodestructor con Caldera
Gases a la atmósfera
Vahos de Proceso
Olores de alta
Intensidad
Vapor a Proceso
Sistema
Extractor
Manifold Colector
& Ciclón
Aire Combustión
Cámara
Cámara Caldera de Combustión
Retención
recuperación
Combustible
18
Sistema
alimentación de
agua
Pre calentador aire Combustión
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Termodestructor Regenerativo RTO
• Son soluciones energéticamente más eficientes que la anterior.
• La máxima eficiencia de destrucción de olores disponible en el mercado mundial (sobre 98%)
• Máxima recuperación energética (95‐97%)
• Se independiza de la concentración de olores
• Se independiza de la composición de los olores
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Termodestructor Regenerativo KBA
Solución aplicada exitosamente en
Rendering y Plantas Harina de
Pescado
Solución simple de instalar y
operar.
Bajos costos operacionales.
20
24
Inversión y Costos Operacionales
Costos operacionales del RTO por cada 1.000 Nm³/h aire
de salida tratado:
Potencia ventilador
2 kW
Capacidad quemador
14 kW
Costo personal
Mantenimiento
Vida útil material
600 US$/año
2 días/año
> 25 años
Inversión: 30 a 10 US$/m³ tratado de aire de salida
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SISTEMAS RTO MODULARES Y A LA MEDIDA
RTO tamanos para plantas de rendering,
capacidades 2,5 hasta 50 t/h
RTO desde
3.000 hasta 200.000 Nm³/h
Aire de salida
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RENDERING PROCESS FOR FALLEN MEAT PRODUCTS 2005
RTO 40.000 Nm³/h
© KBA • Name • Ort • Datum
Seite:27
Fishmeal process for 50 t/h fresh fish and fallen fish products 2010
RTO
30.000 Nm³/h
odor NH3-NOx + H2S-SO2
inlet ca. 1.000.000 OU/m³
© KBA • Name • Ort • Datum
Seite:28
Rendering process for 20 t/h chicken meat products 2011
RTO 40.000 Nm³/h
blood line
odor NH3-NOx
© KBA • Name • Ort • Datum
+ H2S-SO2
Seite:29
hydrolizer feather line
Rendering process for 10,5 t/h fresh and fallen meat products 2012
odor NH3-NOx + H2S-SO2
inlet ca. 500.000 OU/m³
RTO
12.000 Nm³/h
Steam Boiler
9.000 Nm³/h
© KBA • Name • Ort • Datum
Seite:30
PROCESO DE RENDERING RESIDUOS FRESCOS Y ANIMALES MUERTOS 2014
RTO
20.500 Nm³/h
odor inlet NH3-NOx + H2S-SO2
inlet 800.000 OU/m³
© KBA • Name • Ort • Datum
Seite:31
HARINAS DE ANDALUCIA : PLANTA DE HARINA DE PESCADO PARA PROCESAR 20.000 T/A PESCADO Y RESIDUOS
RTO 15.000 Nm³/h
con filtro y
precalentador
de gases
PLANTA DRY RENDERING CONTINUA 2,5 T/H
RTO
7.500 Nm³/h
primary air (condensable)
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secondary air (non condensable
)
Medición del Olores Industriales
www.scentroid.com
Metodologías para el estudio del impacto ambiental por olores
Estudios de olfatometría basados en la norma EN13705:2003 (EMISION)
 Medición objetiva de la concentración de olor en
una muestra gaseosa usando olfatometría
dinámica con panelistas humanos
 Estimación de la velocidad de emisión de olores
que emanan de diversas fuentes.
Estudios de olfatometría basados en la norma VDI
3940 y de olfatometría de campo (INMISION)
 Medición del impacto odorífico en una área
determinada (comunidad)
 Método de la Malla
 Método de la Pluma
Metodologías para el estudio del impacto ambiental por olores
Las metodologías basadas en la
EN13725:2003 y VDI 3940 sirven para
verificar los impactos de olores en la
comunidad.
Metodología EN13725:2003,
Considera las concentraciones de olores que
emanan desde las fuentes, las cuales son
combinadas con datos meteorológicos y de
orografía para obtener un modelo de
dispersión de olores así como la concentración
esperada a diversas distancias de la fuente.
Los modelos de dispersión, son modelos
matemáticos que sirven para representar
gráficamente la pluma de olor en un área
determinada.
Metodologías para el estudio del impacto ambiental por olores
Metodología VDI 3940 y de
olfatometría de campo
Utilizando los métodos de la pluma y de
la malla en conjunto con un instrumento
de olfatometría de campo, se obtienen
los mapas de dispersión con
isoconcentraciones y tiempos de
exposición en los puntos del receptor, por
lo tanto se evalúan los periodos de
exposición, así como la concentración de
olores.
Legislación de olores
REGULACION MUNDIAL
 Los olores son evaluados por las entidades reguladoras basándose en
limites de exposición, ejemplo:
Canadá:
Limite de exposición 1OU/M3 en el 99.5% del tiempo.
Explicación: Comúnmente se establecen periodos promedio de evaluación en
las emisiones digamos 10 minutos
24 horas / 10 minutos =
144 periodos de 10 minutos en el
día.
144 periodos/ día X 365 días =
52560 periodos de 10 min en año.
52560 periodos de 10 minutos al año X .005 =
263 periodos de 10
minutos al año
Por lo tanto la industria no debe exceder de 236 periodos de 10 minutos al año
cuya concentración de olor sea mayor a 1OU/M3 lo cual es verificado a través
del modelo de dispersión generado.