1. Introducción
El crecimiento sostenido de la demanda de proteínas de origen vegetal está impulsando a la industria agroalimentaria a optimizar sus procesos productivos, donde el agua juega un papel crítico tanto como materia prima como en servicios auxiliares.
En este contexto, una multinacional líder en la extracción y producción de proteínas vegetales, con un centro productivo en Andalucía, se enfrentaba al reto de incrementar su capacidad de producción en aproximadamente un 40%, manteniendo los estándares de calidad requeridos en sus procesos y garantizando la fiabilidad operativa.
Tras un análisis técnico detallado, se definió como solución óptima el diseño y ejecución de un sistema de tratamiento de agua de aporte basado en ósmosis inversa de doble paso, combinando nueva instalación y el revamping de activos existentes para maximizar eficiencia y sostenibilidad.
2. Descripción técnica de la solución adoptada
Una vez estudiados los requisitos técnicos de nuestro cliente, el equipo técnico de J. Huesa optó por el diseño de una solución robusta que se basa en tres pilares fundamentales:
- Pretratamiento robusto, orientado a garantizar la protección de membranas y estabilidad operativa.
- Sistema de ósmosis inversa de doble paso, asegurando la calidad requerida para proceso.
- Sistema de control e instrumentación avanzado, que permite una operación optimizada y trazabilidad completa.
Como bases de diseño, se tomaron los siguientes caudales:
| Horas de trabajo | 24 h |
| Caudal medio agua R.O. 1º paso | 12 m³/h |
| Caudal medio agua R.O. 2º paso | 10 m³/h |
| Volumen diario real | 761,2 m³/d |
| Temperatura de diseño del agua | 15 ºC |
| Acumulación de agua tratada | Cliente (por determinar) |
2.1 Pretratamiento
El pretratamiento se ha diseñado para acondicionar el agua de aporte y asegurar condiciones óptimas de funcionamiento del sistema de membranas, minimizando riesgos de ensuciamiento, incrustación o degradación, teniendo en cuenta que previo al sistema de ósmosis inversa hay una batería de filtros de carbón activo que garantizan la ausencia de cloro en el agua que aporta el sistema de ósmosis inverso.
Vista sistema de filtración previo
A continuación, se dosifican productos químicos al agua previo a su entrada en los tubos de presión, concretamente, antiincrustante y secuestrante por un lado, y un regulador de pH en un segundo paso para así poder regular el valor del pH a la entrada de la ósmosis inversa.
Vista sistema de dosificación
El agua así pretratada pasa al módulo de osmosis inversa, donde en primer lugar se filtra a través de cartuchos de 5 micras de tamaño de poro que nos retendrán posibles escapes de partículas de muy pequeño tamaño (sólidos en suspensión y coloides).
Este enfoque garantiza una alta estabilidad operativa y prolonga la vida útil de las membranas.
2.2 Ósmosis inversa de doble paso (RO)
El corazón de la instalación lo constituye un sistema de ósmosis inversa de doble paso con una capacidad de producción de 10 m³/h, diseñado específicamente para cumplir con los requisitos de calidad del proceso productivo.
La instalación está provista de membranas de configuración espiral, construida en poliamida y especial para aguas salobres de hasta 8000 ppm y con la característica de trabajar a baja presión. Estas membranas tienen una gran resistencia química, pues pueden trabajar en un rango de pH de 2 a 11, lo que les confiere una gran facilidad de lavado y recuperación, al admitir gran variedad de productos químicos de lavado.
Para los iones monovalentes la selectividad de separación varía entre el 90 y el 95 %. Para los iones divalentes la selectividad es superior al 98 % y para los coloides minerales u orgánicos, bacterias y virus esta selectividad alcanza el 99,9%. Las membranas irán montadas en una misma carcasa de presión, fabricadas en PRFV.
Primer paso de Ósmosis Inversa (nueva instalación):
- Eliminación de sales disueltas, materia orgánica y contaminantes.
- Producción de un permeado de alta calidad como alimentación al segundo paso.
Segundo paso de RO (revamping de planta existente):
- Integración de la instalación existente mediante su reacondicionamiento.
- Mejora del rendimiento y adaptación a nuevas condiciones operativas.
- Pulido final del agua para alcanzar los estándares requeridos.
La estrategia de revamping ha permitido optimizar la inversión del cliente, reduciendo CAPEX y aprovechando infraestructuras existentes, sin comprometer rendimiento ni calidad.
Vista tubos de presión RO
2.3 Equipo de lavado de membranas CIP-flushing
Todas las instalaciones de membranas con el tiempo sufren un ensuciamiento, dependiendo en más o menos del pretratamiento instalado, necesitándose efectuar de una a dos limpiezas por año. Este sistema está constituido por un depósito de preparación de reactivos, bomba de recirculación en inoxidable y válvulas de aislamiento de etapas y de recirculación en inoxidable. El llenado de este depósito se realiza de manera automática gracias a una válvula de boya conectada a la misma línea de agua osmotizada.
2.4 Instrumentación y control
La planta incorpora un sistema avanzado de monitorización y control que permite una operación segura, eficiente y totalmente trazable:
- Medición en continuo de parámetros clave:
-
- Conductividad
- Presión
- Caudal
- pH
- Instrumentación para lectura de Redox
- Automatización del proceso mediante PLC.
- Alarmas y sistemas de protección para garantizar la integridad del sistema.
- Registro histórico de datos para análisis y mejora continua.
Este nivel de control permite anticipar desviaciones, optimizar consumos y asegurar la calidad del agua en todo momento.
Vista Cuadro de control
3. Beneficios para el cliente
La solución implementada por J. Huesa le aporta valor directo a nuestro cliente en diferentes niveles:
1. Incremento de la capacidad productiva en un 40% alineado con los objetivos de crecimiento del centro de producción.
2. Optimización de la inversión mediante la reutilización de activos con el revamping del segundo paso de ósmosis inversa y reducción significativa del CAPEX frente a una solución completamente nueva.
3. Garantía de calidad de agua: cumplimiento estricto de los requisitos del proceso de extracción de proteínas vegetales y alta estabilidad en la calidad del permeado.
4. Eficiencia operativa:
– Reducción de costes operativos gracias a un diseño optimizado.
– Menor frecuencia de limpiezas químicas (CIP) y mayor vida útil de membranas.
5. Sostenibilidad:
– Uso eficiente de recursos hídricos.
– Optimización de consumos químicos y energéticos.
– Alineación con políticas ambientales y de responsabilidad corporativa.
4. Conclusiones
El desarrollo de esta planta de tratamiento de agua pone de manifiesto la importancia de un enfoque de ingeniería a medida en entornos industriales exigentes.
La combinación de tecnología de ósmosis inversa de doble paso, junto con una estrategia inteligente de revamping, ha permitido dar respuesta a un reto de crecimiento significativo, garantizando al mismo tiempo eficiencia, sostenibilidad y fiabilidad operativa.
Este proyecto refuerza el papel del tratamiento de agua como un elemento estratégico en la industria alimentaria, especialmente en sectores en expansión como el de las proteínas de origen vegetal, donde la calidad del agua impacta directamente en la calidad del producto final.
