El documento describe las vinazas de alcohol de caña, un subproducto de la producción de etanol que requiere tratamiento debido a su alto contenido de materia orgánica y volumen. Explica que las membranas vibratorias son una opción tecnológica para concentrar las vinazas mediante la recuperación de agua de buena calidad para su reuso, a un bajo costo operativo en comparación con métodos tradicionales. Finalmente, concluye que las membranas vibratorias han demostrado ser efectivas para el tratamiento de vinazas a gran

1. Congreso Internacional para el Tratamiento y Reuso de Efluentes
Industriales – Medellín 2022
II
Del 18 al 21 de Octubre
Vinazas de alcohol de caña: una opción tecnológica para
mejorar su aprovechamiento y reusar el agua
Ing. Nicolás Bracho Pernía
CDMX, México

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ü ¿Qué son las “vinazas de alcohol de caña”?
El residuo de la destilación de el fermentado de melazas y/o jugos de caña de azúcar para la
producción de etanol
ü ¿Por qué es importante su tratamiento y reuso?
- Se produce en grandes cantidades: 12 a 15 litros por cada litro de alcohol producido.
- Debido a su elevado contenido de materia orgánica, la vinaza se constituye en un material
altamente contaminante, si se dispone directamente a un cuerpo de agua.
Tienen una composición química muy compleja, lo que encarece su tratamiento para reuso o
disposición.

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Caracterización generalizada de las vinazas de caña de azúcar
Sus constituyentes principales son:
• ¡Agua, mucha agua! (aprox 90%)
• Sustancias inorgánicas solubles en las cuales predominan los iones K, Ca y SO4.
• Células muertas de levadura.
• Sustancias orgánicas resultantes de los procesos metabólicos de levaduras y microorganismos
contaminantes.
• Alcohol y azúcar residual.
• Sustancias orgánicas insolubles.
• Sustancias orgánicas volátiles.
• Color (melanoidinas recalcitrantes)
pH 4 ~ 5
Densidad g/L 1,040
DQO mg/L 116,000
DBO mg/L 41,200
SST mg/L 9,000
SSV mg/L 7,100
Turbidez NTU 7,500
Color Pt-Co 75,000
Sulfatos mg/L 5,626
Fosforo mg/L 97

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¿Qué se puede hacer con la vinaza?
DISPOSICIÓN
ü Mediante el uso de una planta de tratamiento
de aguas residuales (PTAR)
ü Disposición, previo pre-tratamiento, en un
emisor submarino
REUSO (previo pre-tratamiento)
ü Ferti-riego
ü Producción de biogás y posterior disposición
o reuso
ü Compostaje
ü Alimento para animales
ü Aditivo para concretos
ü Control de polvo en minería
ü Incineración para generar electricidad
ü Varios otros usos…
...pero, muchas de estas aplicaciones requieren de la concentración previa de la vinaza

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Tecnologías más usadas en la concentración de Vinazas
Uso de Lagunas de evaporación
• Lento
• Requiere gran área
• Complicado en zonas de alta pluviosidad
• No se recupera el agua
• Impacto ambiental y regulatorio alto
Uso de evaporadores
• Amplio rango de concentración
• Alto consumo energético
• Intensivo en mantenimiento
• No se recupera el agua
Uso de membranas de disco
• Poca capacidad de concentración
• Consumo energético medio
• Intensivo en limpieza química
Uso de membranas vibrantes
• Rango de concentración medio
• Consumo energético bajo
• Bajo mantenimiento
• Se recupera agua de buena calidad
para reuso

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Tecnología de Membranas Vibrantes
La separación Liq/Liq y Liq/Sol mediante el uso de membranas convencionales (Fig 1) es una aplicación de amplio uso en la industria; sin
embargo, su uso en concentración de vinazas es inadecuado debido a la concentración de sales y sólidos suspendidos. Al aplicar la tecnología
“vibratoria” (Fig 2) se logra superar estas barreras y permite emplear membranas de ósmosis inversa y nanofiltración en una aplicación antes
restringida técnicamente.
Membranas
Tradicionales
Membranas
Vibratorias

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En la aplicación de “concentración de vinazas”, la filtración con membranas
vibratorias se utiliza después de la destilación (o después de la metanación
anaeróbica), y permite la recuperación de grandes volúmenes de agua de
buena calidad para su reuso.
Membranas vibratorias
Vinaza
Vinaza Conc.
Agua .
Fig. 1
1- Vinaza cruda
2- Permeado con nanofiltración
3- Permeado con ósmosis inversa
Fig. 2. - Esquema de proceso
Uso de membrana vibratoria en producción de Etanol
Membranas Vibratorias para la concentración de Vinazas

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Caso real: Destilería de Ron en el Caribe
Objetivos del proceso:
Concentrar los componentes, y reducir al máximo su volumen,
de manera que el concentrado sea enviado a su disposición.
El permeado se re-usará en el proceso dado el “Stress Hídrico”
de la zona
Ventajas de las Membranas Vibratorias:
ü No requiere pre-tratamiento
ü Sin adición de químicos
ü Ocupa poco espacio
ü Energéticamente eficiente
ü Alto % de recuperación del permeado
ü Sin retrolavado o consumo de agua adicional
Alimentación:
250 m3/Hr (1,100 GPM)
17,118 TDS
16,476 ppm DQO
3,900 ppm K
Permeado:
200 m3/Hr (880 GPM)
2 ppm TSS
494 ppm DQO
2,400 ppm K
Concentrado:
50 m3/Hr (220 GPM)
48,103 TDS
80,403 ppm DQO
13,875 ppm K
80% de Recobro
Sistema de Membranas
vibratorias

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Resultados típicos de filtración de vinazas con ósmosis inversa con membranas vibratorias

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Conclusiones
ü La producción de alcohol de biomasa conlleva la generación de grandes volúmenes de subproducto (Vinaza).
ü La vinaza, dada su compleja composición y características “contaminantes”, representa un reto técnico para su
disposición y/o reuso.
ü La vinaza, para su reuso o disposición, y considerando su alto contenido de agua (90%), requiere
preferiblemente de procesos de concentración que permitan reducir los volúmenes a niveles manejables.
ü Los métodos tradicionales de concentración (evaporación o membranas de disco) conllevan altos costos de
operación, en términos de energía, uso de químicos y mantenimiento, además de no poder operar
continuamente dadas las necesidades de paradas para mantenimiento.
ü Las membranas vibratorias permiten alcanzar niveles de concentración de Vinaza mediante el uso de “ósmosis
inversa”, lográndose la recuperación de buenos volúmenes de agua para reuso de buena calidad, y con bajos
costos operativos.
ü Las membranas vibratorias ya cuentan con experiencia a gran escala a nivel industrial en tratamiento de vinazas,
así como más de 50 aplicaciones diferentes en múltiples industrias.

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¡Muchas Gracias por su amable atención!
Ing. Nicolás Bracho Pernía
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