Reciclaje de residuos y subproductos derivados de la industria vitivinícola
- Autores: Javier Hungria Estevez
- Directores de la Tesis: María ángeles Martín Santos (dir. tes.), José Ángel Siles López (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Rafael Borja Padilla (presid.), Luis Rafael Sánchez Granados (secret.), Estela Santalla (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. Introducción o motivación de la tesis El desarrollo de una legislación cada vez más restrictiva en materias medioambientales, auspiciada a su vez por una creciente concienciación ciudadana, está favoreciendo la implantación de nuevas prácticas más sostenibles en la industria agroalimentaria. Es frecuente en el sector vitivinícola que la mayoría de las bodegas lleven a cabo procesos de producción tradicionales, cuya praxis ambiental (almacenamiento de residuos al aire libre, el ineficaz aislamiento en los tanques de fermentación, la pérdida de recursos naturales en la zona de cultivo (nutrientes en el suelo)), suponen un impacto ambiental grave. Este efecto perjudicial podría reducirse mediante la implantación de técnicas y tecnologías alternativas en la valorización y gestión de los residuos del sector agrícola.
La Denominación de Origen Protegida Montilla-Moriles, situada en Córdoba (España), es un claro ejemplo de ello, donde las prácticas vitivinícolas tradicionales han ido sucediéndose de generación en generación. La reducción de su impacto medioambiental es prioritaria, lo que a su vez puede repercutir positivamente en la economía de la zona, mediante la aplicación de prácticas alternativas en la gestión y tratamiento de los residuos principales generados durante la vinificación (orujo y lías, fundamentalmente) que permitan recuperar recursos.
Ante esta necesidad, se proponen dos técnicas o tratamientos biológicos para la gestión de dichos residuos: co-compostaje y digestión anaerobia.
2. Contenido de la investigación De forma más concreta, los objetivos específicos de la presente Tesis Doctoral es el aprovechamiento de los residuos y subproductos generados en la industria vitivinícola, encuadrados en los siguientes apartados: - Estudio de la biodegradabilidad de orujo de uva, utilizando ensayos respirométricos aerobios como herramienta de cuantificación y estudio de predicción de la influencia de las variables físico-químicas del proceso, sobre la actividad aerobia de los microorganismos a través de métodos estadísticos multivariante.
- Evaluación de las ventajas e inconvenientes del proceso de co-compostaje de orujo y la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos, realizando el seguimiento de la cinética de transformación, poniendo especial interés en las variables del proceso (temperatura, oxígeno consumido y otras variables operacionales que permitan controlar su evolución para obtener un compost de calidad). Así mismo, se ha llevado incluido el estudio de la emisiones odoríferas a lo largo del proceso, incluyendo de forma comparativa los resultados de las emisiones del compostaje de otros residuos.
- Estudio de viabilidad de la digestión anaerobia de orujo de la variedad Pedro Ximenez en condiciones mesófilas, y su posible implantación en una bodega como técnica alternativa de tratamiento sostenible.
- Evaluación de la digestión anaerobia de lías, procedentes de cultivo ecológico de dos variedades distintas, procedentes de la decantación del mosto y fermentación alcohólica, respectivamente - Evaluación tecnológica de la digestión anaerobia de lías Pedro Ximenez, estudiando la posible influencia del empleo de inóculos de diversa procedencia en la recuperación energética del metano contenido en el biogás. Estudio preliminar de implantación de un digestor anaerobio en la DOP Montilla-Moriles, Córdoba (España), considerando la potencia energética generada por dichos residuos y su repercusión en el medio ambiente en forma de reducción de la huella de carbono.
- Estudio de viabilidad del tratamiento integral de residuos de orujo de uva y lías derivadas de cultivos orgánicos, mediante la digestión anaeróbica para producir energía en forma de metano, valorizando el residuo del proceso como una enmienda orgánica. Se ha estudiado el tratamiento secuencial de las lías de PX, las lías de Verdejo y los residuos de orujo de uva en el mismo reactor para completar el ciclo anual y promover la economía circular en la DOP Montilla-Moriles.
3. Conclusión En cuanto al co-compostaje, el elevado contenido en humedad de las lías condiciona que su mezcla con otro residuo dé como resultado una mezcla residual con contenido de humedad adecuado. Por ello, se ha restringido el estudio de compostaje a los orujos.
Se ha comprobado la viabilidad del co-compostaje de orujo de la variedad Pedro Ximénez con la FORSU. Sin embargo, la biodegradabilidad de FORSU-Orujo fue menor que la de la FORSU de forma individual (15%), para el mismo tiempo de tratamiento, ya que se ralentiza el proceso de estabilización de la materia orgánica mediante esta alternativa de gestión. El residuo de la uva tiene la particularidad de poseer un contenido bajo de Cu y Zn debido a que procede de un cultivo ecológico en el que no se utilizan fertilizantes químicos. El compost obtenido corresponde a un compost tipo “A”, de acuerdo con el Real Decreto Español 506/2013, a excepción de su contenido en Cr, que es ligeramente superior. Atendiendo a las emisiones de olor, el co-compostaje de orujo y FORSU muestra valores inferiores de tasas de emisión de olor (1,22 ouE/s, como valor máximo alcanzado) respecto a las cuantificadas durante el compostaje de FORSU individualmente (1,60 ouE/s).
La correcta gestión mediante co-compostaje de dichos residuos en las zonas de producción agrícola permitiría producir un nuevo producto comercializable, claramente enmarcado en el concepto de economía circular.
Con respecto a la digestión anaerobia, la digestión anaerobia de los residuos vitivinícolas ha transcurrido de forma estable, sin mostrar efectos inhibitorios a lo largo del proceso. El orujo ha sido el residuo que mostró menor porcentaje de biodegradabilidad (51%), seguido de lías Verdejo (53%) y lías PX (79%). En el caso de las lías PX se obtuvieron los mayores rendimientos en metano 539 ± 46 NmL CH4/g SV, seguido de las lías Verdejo (332 ± 37 NmL CH4/g SV) y orujo Pedro Ximenez (252 ± 31 NmL CH4/g SV).
Por lo tanto, la digestión anaerobia y co-compostaje de residuos vitivinícolas no solo suponen tratamientos alternativos viables, sino que además permiten conseguir un beneficio social y ambiental, con reducciones de emisiones de gases contaminantes, generación de energía limpia, una enmienda orgánica de calidad y la posibilidad de creación de una economía circular que reporte beneficios en la propia región vitivinícola.
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