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Facultad de Ciencias Agropecuarias Escuela de Ingeniería Agroindustrial

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SESION 08: AGROINDUSTRIALIZACION DE SUB PRODUCTOS PECUARIOS

RESIDUOS DE LA INDUSTRIA PECUARIA

Los centros de beneficio de ganado, las plantas de procesamiento de carne y la recuperación de los subproductos de esta industria, generan gran cantidad de residuos sólidos y líquidos. Además, pueden emitir molestos olores para quienes habitan en zonas cercanas a este tipo de actividades. La industria procesadora de carne está conformada en su conjunto por las actividades realizadas en los mataderos, la manufactura de una gran variedad de subproductos, como cecinas y otros embutidos, y el proceso de recuperación de desechos, tales como grasa, huesos, cabezas, sangre y vísceras. Las principales fuentes generadoras de residuos líquidos en los mataderos son las aguas de lavado y las corrientes provenientes de los procesos de desangrado y evisceración. Estos efluentes contienen, entre otros, sangre, estiércol, pelos, plumas, grasas, huesos y proteínas. Asimismo, las principales fuentes de residuos sólidos son los corrales, el proceso de descuerado, corte y evisceración. Las emisiones al aire, en tanto, no constituyen una preocupación ambiental importante en este rubro, pero si constituye una problemática asociada la generación de olores molestos, provenientes de la descomposición de los residuos sólidos animales y de los corrales. Hoy, en los países industrializados, el tratamiento de los residuales es un deber apremiante. Todos están conscientes de las consecuencias que traen la sobrecarga del suelo y las aguas por los desechos orgánicos no tratados y vertidos en cualquier lugar. Además, el aumento de los precios de las materias primas exige un reciclaje más importante de estos materiales. Por otra parte en los países del Tercer Mundo las instalaciones de biogás significan ante todo la producción de energía para cocinar. En principio, los residuales orgánicos, y dentro de estos las excretas porcinas, se estabilizan mediante tratamientos biológicos, los cuales se dividen en: aerobios (oxidación de la materia orgánica a través del oxigeno) y anaerobios (en éstos la concentración de oxígeno es perjudicial). Dentro de los tratamientos aerobios podemos citar las siguientes tecnologías:

Lodos activados. Lagunas de estabilización aerobias. Filtros percoladores.

En los anaerobios se encuentran:

Filtros anaerobios. Lagunas anaerobias. Biodigestores.

Para residuales con una DBO5 menor de 4000 mg/l se recomiendan los tratamientos aerobios y para los residuales con DBO5 mayor o igual a 4000 mg/l los anaerobios.

INTRODUCCION. Las graves deficiencias en proteínas que afronta el sector pecuario en varios países del mundo han sido y serán motivo de constante preocupación por parte de las autoridades con injerencia en el sector agropecuario. Esta problemática se ha hecho más evidente en aquellos países en vías de desarrollo, los cuales, en un alto porcentaje, no cuentan con las condiciones técnicas para desarrollar planes apropiados en la alimentación animal. Los organismos nacionales e internacionales, con injerencia en la producción animal, han venido implementando políticas especiales de fomento y divulgación en estas materias, con miras a buscar nuevas alternativas de explotación de fuentes proteínicas. En muchos países, las empresas que conforman la industria cárnica y, en especial, los mataderos, se han clasificado dentro del grupo de empresas que presentan una alternativa valiosa de recursos proteínicos para la alimentación animal por intermedio de los desechos comestibles, que en estos lugares se producen. Un uso adecuado de estos desechos, no solamente redunda en beneficio de la producción pecuaria, sino que también va a contribuir a una mejor protección del ambiente, al evitar que desechos tales como la sangre y el contenido ruminal, sean vertidos a los arroyos y ríos sin ninguna consideración sanitaria previa.


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8.1. RESIDUOS DE LA ACTIVIDAD PECUARIA PRIMARIA. El término Residuo se aplica a todo aquel material generado por las actividades de producción y consumo, el cual no alcanza ningún valor económico en las condiciones particulares de tiempo y de lugar en que se ha producido, y que es preciso recoger y tratar por razones de salud y de contaminación ambiental, para evitar ocupaciones innecesarias de espacio, o simplemente, por motivaciones estéticas. Los residuos se pueden clasificar, según su naturaleza, en orgánicos e inorgánicos, destacando los orgánicos por su elevado volumen de producción y su fuerte impacto medioambiental. Existen tres grandes sectores de la economía productores de residuos orgánicos:

Sector primario: Residuos agrícolas, ganaderos y forestales. Sector secundario: Residuos industriales (agroalimentarios, textiles, etc.). Sector terciario: Residuos urbanos (RSU, lodos de depuración, etc.).

Los residuos orgánicos tienen un fuerte impacto sobre el medio ambiente, contaminando la atmósfera, el suelo y las aguas (superficiales y subterráneas), debido principalmente a sus altos contenidos en materia orgánica -inestable e inmadura- y elementos minerales, y a la presencia de compuestos orgánicos recalcitrantes, metales pesados, fitotoxinas, patógenos vegetales y animales, etc., los cuales son altamente contaminantes. De entre las diferentes alternativas de gestión de los residuos orgánicos, tanto el depósito en vertederos como la incineración provocan la emisión de CO2 y de otros gases a la atmósfera, contribuyendo al efecto invernadero. En los ecosistemas naturales los residuos generados por la fauna, se depositan sobre el suelo iniciándose el ciclo de descomposición-humificación-mineralización del humus característico de la evolución de la materia orgánica del suelo. El ciclo de la materia en los ecosistemas maduros tiende a ser cerrado y la tasa de actividad y metabolismo del suelo se establece en función de numerosos factores, entre los cuales destacan la pluviometria, la temperatura, el contenido en oxígeno, la composición mineralógica del suelo y la naturaleza del humus formado. En general, los Residuos Pecuarios se originan en las unidades de producción y están formados por los estiércoles que se señalan a continuación: Bovinaza, Gallinaza, Porquinaza y Otros estiércoles: cuyaza, equinaza, etc.

Cuadro 8.1. Duración del ciclo biológico.

Especies animales Peso de animales (kg)

Cantidad/día (kg)

% Peso vivo

Terneros L - 6 -10 -

Bovinos de carne Df 200 - 250 15 - 30 5,3 - 7 E - 18 - 30 -

Vacas lecheras Df 450 - 600 30 - 50 6 - 9 E 500 - 600 30 - 60 6 - 10

Ovinos Df 45 - 50 1,5 - 5 3 - 10 Cerdos adultos Df 160 - 250 5,8 - 25 2,5 - 10 Cerdos post-destete Df 8 - 40 1,3 - 4,5 7 - 17

Cerdos de engorde Df 45 - 100 3 - 9 5 - 10 E 45 - 100 5 - 30 -

Pollos de carne DF 1 - 2,5 0,100 - 0,170 6 - 8

Ponedoras Df 2 - 2,5 0,150 - 0,250 7 - 12 L 18 - 2 0,100 - 0,300 7 - 20

Pavos Df 6 - 12 0,400 - 0,700 6 - 7 Conejos Df - 0,150 - 0,300 - Caballos E 450 20 – 50 8 - 10

NOTA: Df: Deyecciones frescas; L: Lisiers; E. estiércoles.

Estiércol. Los residuos excretados por el ganado o las mezclas de desechos y residuos excretados por el ganado, incluso transformados.

Purines. Son las deyecciones líquidas excretadas por el ganado.


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Lisier. Abono producido por ganado vacuno o porcino en alojamientos que no usan mucha paja u otro material para cama. El lisier puede oscilar entre un semisólido con el 12% materia seca o un líquido con el 3-4% m.s.

El volumen de las defecciones producidas diariamente por las distintas especies animales domésticas en relación con su número, están muy influenciadas naturalmente por el tipo de alojamiento, según si existe cama o no, fosa de recogida o enrejillado, área de ejercicio abierta o al aire libre y en función de la frecuencia de los lavados y del clima. Un plan de gestión de residuos orgánicos debe tener como objetivo convertir los residuos en recursos. Para ello se deben realizar acciones en tres ámbitos:

i) Reducción del residuo en origen; ii) Aplicación de tratamientos con el fin de conseguir un nivel de calidad acorde con el destino final; y iii) Planificación y control del destino y uso del producto.

En el caso de los residuos pecuarios, la valorización agronómica debe ser el objetivo prioritario, siempre y cuando se realicen los tratamientos necesarios para garantizar la calidad del producto. Los Residuos Pecuarios se utilizan principalmente para producir biogás, abonos orgánicos sólidos y líquidos:

8.1.1. Abonos orgánicos sólidos. 8.1.1.1. Compost.

Resulta de la descomposición aeróbica de desechos orgánicos vegetales y animales (2:1), al que puede potenciarse mediante la aplicación de dolomita, roca fosfórica, yeso, etc., de acuerdo a la necesidad de los cultivos que se manejen. Su elaboración dura entre 1 – 3 meses. El proceso de descomposición se puede activar mediante la inoculación de los materiales orgánicos con agentes microbiológicos eficientes.

8.1.1.2. Bocashi. Resulta de la descomposición aeróbica de desechos orgánicos vegetales y animales (2:1). En su elaboración se aplica carbón vegetal molido, afrecho de arroz y se inocula con 200 ml de agentes microbiológicos + 500 ml de melaza o miel de chancaca + 20 l de agua, por cada m3 de material que se fermentará. Su procesamiento dura entre 7 – 14 días. De este preparado, los cultivos aprovechan en primera instancia los nutrientes que se encuentran en los efluentes que resultan del proceso de fermentación. Luego, al irse descomponiendo, el material orgánico de la superficie emite pequeñas cantidades de CO2, que son aprovechadas por los cultivos que requieren de ese elemento durante el proceso de fotosíntesis.

8.1.1.3. Humus de lombriz. Se obtiene por medio de la degradación de la materia orgánica a través de la lombriz de humus o “roja californiana” (Eisenia foetida). La proporción de desechos vegetales y animales que se humificarán estarán en la proporción de 2:1 en peso, para regular la relación Carbono/Nitrógeno, que debe ser alrededor de 20:1. El tiempo de procesamiento, después de instalado el plantel lombrícola, es de 9 meses, mientras que las cosechas restantes se pueden efectuar cada seis meses. Cada uno de los abonos sólidos mencionados tiene características muy particulares, en cuanto a disponibilidad de nutrientes, carga microbiana y forma de prepararse. Estos se pueden aplicar solos o en mezclas con fertilizantes minerales o sintéticos, permitidos por la agricultura orgánica, de acuerdo con los requerimientos de los cultivos. Es posible elaborar cualquiera de estos abonos al interior mismo de las unidades de producción.

8.1.2. Abonos orgánicos líquidos. 8.1.2.1. Té de estiércol.

Resulta de la fermentación aeróbica (15 días) en un cilindro plástico de 12 Kg de estiércol fresco + 4 Kg de hojas de leguminosas + 4 Kg de sulfato de potasio y magnesio o cloruro de potasio + 1 l de leche y 1 l de melaza, en 200 l de agua. Se dosifica al 25 – 50%, según el estado del cultivo, en una mezcla con agua limpia y se asperja sobre el follaje o suelo de los cultivos cada 15 días.

8.1.2.2. Biol. Es un fitoestimulante rico en nutriente y fitohormonas que resulta de la fermentación anaeróbica de 100 Kg de estiércol de vacuno fresco o 50 Kg de estiércol fresco de cerdos o aves colocadas en un cilindro plástico con capacidad para 200 L de agua limpia,


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herméticamente cerrado. Se fermenta durante 30 a 35 días, se filtra y se aplica al follaje, al suelo o en imhibibición a las semillas o partes vegetativas de los cultivos, en diluciones que van del 20 al 25%. La aplicación a los cultivos se realizará al momento de mayor actividad fisiológica, para estimular la ampliación de la base foliar y radicular de las plantas, así como la emisión de botones florales y el proceso de cuajado de los frutos.

En el Cuadro 8.2 se pueden observar los valores promedio de nutrientes que aportarían los principales abonos sólidos que se pueden elaborar.

Cuadro 8.2. Valores promedio de nutrientes por TM contenidos en 5 tipos de abonos orgánicos.

Componentes

Abonos orgánicos sólidos Abonos orgánicos líquidos

Compost Bocashi Humus de lombriz

Biol Té de estiércol

pH 7,3 6 – 6,5 7 – 7,5 7,0 6,8 Humedad 37,45% 60,0% 45 – 55% 43% Materia orgànica 47% 22,3% 60% 41,1% 106% Nitrògeno 1,4% 0,78% 2 – 3% 2,7% 10,30% Fòsforo 0,3% 0,24% 1 – 3% 0,3% 5,8% Potasio 0,5% 0,56% 1 – 1,5% 2,1% 3,1% Calcio 4,0% 2,0% 0,4% 1,3% Carbono orgànico 0,50% 2 – 35% Relaciòn C/N 16/1 20/1 9/1 – 12/1 13,6/1 Acidos fùlvicos 2 – 3% Acidos hùmicos 5 – 7% Microelementos (Fe, Zn, Cu, Mg, Bo) 1% 2% 1%

Flora microbiana 20 mil millones/g de peso seco

8.1.3. Biogás.

El biogás es un gas producto del resultado de la degradación anaerobia de materia orgánica, dicho gas está compuesto por cerca de 60% de metano y 40% de dióxido de carbono. Contiene mínimas cantidades de otros gases, entre ellos 1% de ácido sulfhídrico. Es un poco más liviano que el aire, posee una temperatura inflamación de 700° C y su llama alcanza una temperatura de 870° C. El biogás puede ser utilizado como cualquier otro combustible, tanto para la cocción de alimentos, en sustitución de la leña, el queroseno, el gas licuado, etc., como para el alumbrado, mediante lámparas adaptadas. Mezclas de biogás con aire, con una relación 1:20, forman un gas detonante altamente explosivo, lo cual permite que también sea empleado como combustible en motores de combustión interna adaptados. Es importante aclarar que este gas puede usarse como combustible sólo cuando el metano se encuentra en concentraciones ≥ 50%. El biogás se produce en un recipiente cerrado o tanque denominado biodigestor el cual puede ser construido con diversos materiales como ladrillo y cemento, metal o plástico. El biodigestor, de forma cilíndrica o esférica posee un ducto de entrada a través del cual se suministra la materia orgánica (por ejemplo, estiércol animal o humano, las aguas sucias de las ciudades, residuos de matadero) en forma conjunta con agua, y un ducto de salida en el cual el material ya digerido por acción bacteriana abandona el biodigestor. Los materiales que ingresan y abandonan el biodigestor se denominan afluente y efluente respectivamente. El proceso de digestión que ocurre en el interior del biodigestor libera la energía química contenida en la materia orgánica, la cual se convierte en biogás.


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Los principales componentes del biogás son metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Aunque su composición varía con la biomasa usada, su composición aproximada se presenta a continuación:

Cuadro 8.3. Composición aproximada del biogás.

Compuesto % en volumen Metano, CH4 40 - 70 Dióxido de carbono, CO2 30 - 60 Sulfuro de hidrógeno, H2S 0 - 3 Hidrógeno, H2 0 - 1

El metano, principal componente del biogás, es el gas que le confiere las características combustibles al mismo. El valor energético del biogás, por lo tanto, estará determinado por la concentración de metano, alrededor de 20-25 MJ/m3, comparado con 33-38 MJ/m3 para el gas natural. A pequeña y mediana escala, el biogás ha sido utilizado en la mayor parte de los casos para cocinar en combustión directa en estufas simples. Sin embargo, también puede ser usado para iluminación, calefacción y como reemplazo de la gasolina o combustible diesel en motores de combustión interna. La tecnología del biogás es conocida en la mayoría de los países en vías de desarrollo, misma que ha alcanzado un extenso uso en las últimas décadas. Los biodigestores en estos países son generalmente alimentados con estiércol animal, un recurso biomásico con un gran potencial. También se han instalado con éxito unidades más pequeñas, alimentadas con los desperdicios de las cocinas, lirios acuáticos, excremento humano y paja. China es un líder mundial en la aplicación de las tecnologías de la digestión anaerobia. En los años 70´s, el gobierno desarrolló el primer programa de biomasa a gran escala cuando instaló 7 millones de biodigestores, principalmente en la provincia cálida y húmeda de Sechuán, que proporcionan biogás para cocinar y alumbrar a unos 25 millones de chinos; y alrededor de 10 000 biodigestores de tamaño grande y mediano que suministran electricidad a las granjas. Además de millones de unidades de tamaño doméstico, en la actualidad hay unas 150 unidades que operan con aguas residuales de origen industrial, existiendo la prioridad de utilizar la digestión anaerobia en las destilerías y en otras plantas industriales. El segundo programa más grande fue lanzado en la India, donde en 1985 se instalaron 280 000 biodigestores de pequeña escala. Aun cuando en ese país se encuentran en uso varios modelos de plantas de biogás, la “Deenbabdhu” (que significa amigo del pobre) ha sido rigurosamente probada en diferentes condiciones agroclimáticas, y es considerada como la más fuerte y barata. La India está empezando a producir biogás a partir de los desechos industriales. Un gran número de granjas lecheras, que durante muchos años habían sido una fuente importante de contaminación para los ríos, está usando ahora la metanización para procesar el estiércol animal y otros desechos, y el biogás resultante se usa para generar energía. En la actualidad se han instalado también plantas para el uso de las aguas residuales de algunas destilerías. Se han desarrollado proyectos de colaboración con el fin de promover el biogás en algunos países como Tanzania, Senegal, Viet Nam, Tailandia y también, en América Latina. La transferencia de conocimientos y capacidades no es solamente una operación Norte a Sur, sino también Sur a Sur, como la India que promueve su tecnología en Camboya. No obstante, el número de proyectos de biogás que han tenido éxito fuera de China y la India es pequeño, y sólo algunos pocos han comprobado ser sostenibles en un período más largo de tiempo. Se ha reportado que, durante los años 70´s el gobierno brasileño instaló en la provincia Noroeste alrededor de 200 biodigestores de diseño hindú y chino. Debido, en parte, al clima local ambos diseños tuvieron problemas de fracturas y corrosión, y en consecuencia fugas y pérdidas de gas. Recientemente, estos modelos han sido mejorados y adaptados a las condiciones locales, como el biodigestor “PE” que ahora está siendo usado con éxito en la generación de energía y la producción de abonos. Los países industrializados tienen programas de divulgación para el uso de los biodigestores, y han construido biodigestores más grandes y con un control más elaborado. Los biodigestores de metano tienden más a usar los lodos de aguas residuales, los desechos municipales sólidos o las aguas orgánicas residuales de origen industrial (procesamiento alimenticio, lecherías, cervecerías, farmacéuticas, pulpa y papel y producción de alcohol). Alemania, por ejemplo, ha implementado la primera planta piloto completa en un sistema vitivinícola sostenible que, con el fin de satisfacer su demanda de electricidad, usa las aguas residuales y los desechos para obtener energía a través de la conversión anaerobia. En Suecia, están usando en la producción de biogás también los subproductos de cultivos que tienen un bajo contenido de lignina, tales como el trigo y alfalfa. Se ha encontrado que este último es un cultivo preferible debido a los bajos costos de sus insumos.


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8.1.3.1. Digestión Anaeróbica. El proceso anaeróbico es aquel en que se efectúa la degradación de la materia orgánica en ausencia de oxígeno molecular como aceptor de electrones. Tal es el caso, por ejemplo, de los procesos de producción de alcohol, los procesos de desnitrificación y de digestión anaerobia, estos dos últimos empleados en el tratamiento de aguas residuales. Los procesos de digestión anaeróbica ocurren normalmente en la naturaleza, siendo los nichos de estos procesos el fondo de los ríos, los lagos y el mar, las ciénagas y el tracto intestinal de, prácticamente, todos los animales. El proceso de digestión anaeróbica se emplea en el tratamiento de residuales sólidos o líquidos cuando la concentración de materia orgánica es tan elevada que no resulta económico el tratamiento aerobio. Esta situación se presenta generalmente cuando la concentración de la demanda química de oxígeno (DQO) es relativamente elevada. Sin embargo, en los últimos años se ha venido aplicando este proceso, con éxitos, a aguas residuales con bajo contenido de materia orgánica. La ventaja principal de los procesos anaeróbicos con relación a los aerobios se fundamenta en la transformación de la materia orgánica a través de una tecnología de bajo consumo energético, obteniéndose, un balance comparativo de energía y de masa entre ambos procesos.

Cuadro 8.4: Balance energético de los procesos aerobios y anaerobios

Proceso aerobio Proceso anaerobio Durante los procesos aerobios cerca del 60% de la energía se consumo durante la síntesis de nueva biomasa (células de microorganismos) y el 40% de la energía se pierde en la forma de calor de reacción.

Durante los procesos anaerobios casi 90% de la energía que existe originalmente en el sustrato (residual) se retiene en el biogás que se produce durante estos procesos perdiendo solamente en 7% de la energía inicial como calor de reacción.

Durante los procesos aerobios cerca del 50% del carbono contenido en el sustrato se convierten biomasa y otros 50% pasa a bióxido de carbono.

Durante los procesos anaerobios cerca del 95% pasa a biogás (metano (CH4, C02) y sólo el 5% es convertido biomasa.

Lo anterior trae como consecuencia los aspectos prácticos siguientes:

Los procesos anaeróbicos consumen mucho menos energía externa, fundamentalmente eléctrica, que en los procesos aeróbicos, no necesitándose, además, equipos mecánicos para el desarrollo de estos (por ejemplo compresores o agitadores mecánicos), además, se obtiene energía, en forma de gas combustible, útil para cualquier fin energético.

Los procesos anaeróbicos sólo generan del 10 al 30% de los lodos (biomasas) que se producen en los aeróbicos, lo que disminuye considerablemente los costos de disposición final de estos; además, los lodos anaerobios están mucho más estabilizados que los aerobios.

En los procesos anaeróbicos no se producen aerosoles potencialmente peligrosos para el ambiente circundante de la planta de tratamiento.

La aplicación de un proceso anaeróbico previo a un sistema aeróbico puede mejorar la sedimentabilidad del lodo contribuyendo a mantener valores constantes del índice volumétrico de lodo y un control mayor del fenómeno de abultamiento en el sistema aeróbico.

Entre los factores que determinan el uso de la digestión anaerobia como una alternativa viable que garantiza una fuente de energía renovable y confiable más limpia se cita los siguientes:

Ayuda a mitigar el cambio climático, al prevenir que el metano sea liberado en el aire. Reduce la contaminación del agua al usar las materias primas que podrían terminar en

ríos o lagos. La materia prima es de fácil recuperación en el ganado estabulado o con los costos

laborales son bajos. Es económicamente viable con un abastecimiento regular de estiércol de ganado u otra

materia prima. Requiere un área pequeña, en comparación con la disposición final de los desechos

municipales sólidos. Incrementa las condiciones de higiene. Reduce las molestias causadas por el olor. Ayuda a reducir las plantas, que como los lirios acuáticos se han vuelto una plaga.


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Además del combustible, el proceso de fermentación proporciona lodos residuales que pueden usarse como alimento para animales o como abono de excelente calidad y más rápida producción, contribuyendo de esta manera a la conservación y el sostenimiento de la fertilidad del suelo.

La digestión anaeróbica es considerada como una de las fuentes de energía más económicas y de fácil adquisición para pequeñas comunidades. El biogás obtenido puede ser utilizado para múltiples aplicaciones: cocción de alimentos, iluminación, refrigeración, calefacción ambiental para uso residencial y comercial, calor útil para procesos industriales, echar andar bombas de agua y otras maquinarias agrícolas, motores de combustión interna para energía motriz, y generación de electricidad tal como lo muestra en la siguiente figura.

Figura 8.1. Aplicaciones de la digestión anaerobia.

8.1.3.2. Biodigestores. Los Biodigestores son utilizados para obtener biogás a partir de residuos domésticos y/o residuos agropecuarios. En el primer caso sirven a una familia, o a pocas personas si son varias familias, y en el segundo caso, a pequeñas instalaciones pecuarias. En general éstos consisten en fosas o pequeños tanques que funcionan, casi siempre, en forma semi-continua. No son eficientes desde el punto de vista de la biodegradación de los residuos y además necesitan elevados tiempo de retención para lograr un buen comportamiento del proceso. La utilización de los biodigestores además de permitir la producción de biogas ofrece enormes ventajas para la transformación de desechos:

Mejora la capacidad fertilizante del estiércol. Todos los nutrientes tales como nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio así como los elementos menores son conservados en el efluente. En el caso del nitrógeno, buena parte del mismo, presente en el estiércol en forma de macromoléculas es convertido a formas más simples como amonio (NH4

+), las cuales pueden ser aprovechadas directamente por la planta. Debe notarse que en los casos en que el estiércol es secado al medio ambiente, se pierde alrededor de un 50% del nitrógeno.

El efluente es mucho menos oloroso que el afluente. Control de patógenos. Aunque el nivel de destrucción de patógenos variará de acuerdo a

factores como temperatura y tiempo de retención, se ha demostrado experimentalmente que alrededor del 85% de los patógenos no sobreviven el proceso de biodigestión. En condiciones de laboratorio, con temperaturas de 35oC los coliformes fecales fueron reducidos en 50 – 70% y los hongos en 95% en 24 horas.

Los biodigestores más utilizados a nivel mundial son los de tipo hindú o del tipo chino, existiendo cientos de miles y millones, respectivamente. Operan bajo el principio hidrostático de que la entrada de la carga diaria de residual al biodigestor por gravedad hasta el fondo del tanque, además de producir agitación, provocada la salida de un volumen equivalente de lodos digeridos.


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El biodigestor tipo hindú consiste en un tanque reactor vertical que tiene instalado una campana flotante recolectora de biogás. De esta forma, la presión del gas sobre la superficie de la mezcla es muy baja, de alrededor de 300 mm de columna de agua. Con esta campana se logra, además, una presión constante, lo que permite una operación eficiente de los equipos a los que alimenta. La campana también ayuda al rompimiento de la espuma que se forma en muchos biodigestores. En este biodigestor se alcanzan productividades volumétricas (Pv) de 0.5 a 1m3 de biogás/volumen de reactor por día.

Figura 8.2: Biodigestor modelo hindú.

El biodigestor tipo chino no tiene campana flotante, sino techo fijo para la recolección del biogás. Son tanques redondos y achatados con el techo y el piso en forma de domo. En este caso, a medida que aumenta la producción de gas, aumenta la presión en el domo o cúpula fija, forzando al líquido en los tubos de entrada y salida a subir, llegándose a alcanzar presiones internas de hasta más de 10 mm de columna de agua. Como consecuencia de la variación de presión, la que aumenta al generarse el gas y disminuye al consumirse éste, se reduce la eficiencia en los equipos consumidores. La Pv en los biodigestores chinos está, generalmente, entre 0,15 y 0,2 m3/m3*d. Un esquema de dicha instalación se muestra en la Figura 8.3. Los tiempos de retención de operación para los biodigestores tipo chino son de 30 a 60 días, requiriéndose para alcanzar la misma eficiencia (máximo 50% de reducción de la materia orgánica) de 1/2 a 1/3 de este tiempo de retención en los biodigestores tipo hindú.

Figura 8.3: Biobiodigestor modelo chino.


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8.1.4. Compostaje. El compostaje es un proceso biológico termofílico en donde la materia orgánica es descompuesta por una gran cantidad de microorganismos. Bacterias, hongos, protozoos, ácaros, miriápodos, entre otros organismos aeróbicos, digieren los compuestos orgánicos transformándolos en otros más simples. El compostaje es un proceso de descomposición oxidativa de los constituyentes orgánicos de los materiales de desecho, que se lleva a cabo bajo condiciones controladas sobre sustratos sólidos orgánicos heterogéneos, originando un producto que representa grandes beneficios cuando es adicionado al suelo. Este abono orgánico se construye con el estiércol de los animales de granja (aves, caballos, vacas, ovejas o cerdos), residuos de cosechas, desperdicios orgánicos domésticos y papel. El compostaje es un proceso biológico aerobio, que bajo condiciones de aireación, humedad y temperaturas controladas y combinando bases mesófilas (temperatura y humedad medias) y termófilas (temperatura superior a 45%), transforma los residuos orgánicos degradables, en un producto estable e higienizado, aplicable como abono o sustrato. Es decir, el compostaje es:

Una técnica de estabilización y tratamiento de residuos orgánicos biodegradables. El calor generado durante el proceso (fase termófila) va a destruir las bacterias patógenas, huevos de parásitos y muchas semillas de malas hierbas que pueden encontrarse en el material de partida, dando lugar a un producto higienizado.

Una técnica biológica de reciclaje de materia orgánica que al final de su evolución da humus, factor de estabilidad y fertilidad del suelo.

El resultado de una actividad biológica compleja, realizado en condiciones particulares; el compostaje no es, por tanto, un único proceso. Es, en realidad, la suma de una serie de procesos metabólicos complejos procedentes de la actividad integrada de un conjunto de microorganismos. Los cambios químicos y especies involucradas en el mismo varían de acuerdo a la composición del material que se quiere compostar.

El producto obtenido al final de un proceso de compostaje, el compost, posee un importante contenido en materia orgánica y nutriente, pudiendo ser aprovechado como abono orgánico o como substrato. El compostaje o “composting” es el proceso biológico aeróbico, mediante el cual los microorganismos actúan sobre la materia rápidamente biodegradable (restos de cosecha, excrementos de animales y residuos urbanos), permitiendo obtener compost, abono excelente para la agricultura. El compost o mantillo se puede definir como el resultado de un proceso de humificación de la materia orgánica, bajo condiciones controladas y en ausencia de suelo. El compost es un nutriente para el suelo que mejora la estructura y ayuda a reducir la erosión y ayuda a la absorción de agua y nutrientes por parte de las plantas. El compostaje es el proceso controlado de transformación biológica de la materia orgánica, en condiciones aeróbicas. La finalidad del proceso es acelerar la degradación de los residuos orgánicos, que en la naturaleza tiene lugar en períodos prolongados de tiempo. El compostaje produce un material valioso con alto contenido de humus, que puede utilizarse como mejorador de suelos y fertilizante, el Compost. En el compostaje (degradación aeróbica) al igual que en la fermentación (degradación anaeróbica) intervienen microorganismos. Los materiales que pueden compostarse son todas las sustancias de origen vegetal o animal, como los residuos orgánicos domiciliarios, industriales, de actividades agrícolas o las que se generan en el mantenimiento de áreas verdes (poda, corte de césped) y que se denominan residuos verdes. Los materiales orgánicos se componen principalmente de compuestos de carbono e hidrógeno, que son utilizados por los microorganismos como fuente de alimento. Su actividad, y con ello la velocidad del proceso de compostaje, depende esencialmente de los siguientes factores:

Composición del material. Este abono orgánico se construye con el estiércol de los animales de granja (aves, caballos, vacas, ovejas o cerdos), residuos de cosechas, desperdicios orgánicos domésticos y papel.


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Humedad. En el proceso de compostaje es importante que la humedad alcance unos niveles óptimos del 40-60%. Si el contenido en humedad es mayor, el agua ocupará todos los poros y por lo tanto el proceso se volvería anaeróbico, es decir se produciría una putrefacción de la materia orgánica. Si la humedad es excesivamente baja se disminuye la actividad de los microorganismos y el proceso es más lento. El contenido de humedad dependerá de las materias primas empleadas. Para materiales fibrosos o residuos forestales gruesos la humedad máxima permisible es del 75-85 % mientras que para material vegetal fresco, ésta oscila entre 50-60%.

Aireación. El compostaje es un proceso aeróbico, por lo que la presencia de oxígeno es esencial. La concentración de oxígeno dependerá del tipo de material, textura, humedad, frecuencia de volteo y de la presencia o ausencia de aireación forzada.

Temperatura. Se consideran óptimas las temperaturas del intervalo 35-55 ºC para conseguir la eliminación de patógenos, parásitos y semillas de malas hierbas. A temperaturas muy altas, muchos microorganismos interesantes para el proceso mueren y otros no actúan al estar esporados.

8.1.4.1. Materiales para Preparar el Compost. Para la elaboración del compost se puede emplear materia orgánica, con la condición de que no se encuentre contaminada. No todos los compuestos orgánicos pueden ser asimilados por los microorganismos. Se denomina "Biodegradable" a aquella materia orgánica que, con mayor o menor dificultad, puede ser asimilada por los microorganismos. Algunos de ellos son:

Estiércol de animales (vacuno, porcino, ovino, gallinaza, cuy, etc.). Desechos vegetales frescos o secos (maíz, paja de arroz, hojas, caña, etc.). Desperdicios de cocina. Ceniza o cal.

8.1.4.2. Preparación del Compost. La preparación de la cama depende del espacio que se disponga en la finca y de la cantidad de material disponible, este debe estar cerca de los restos de animales y vegetales, tener acceso al agua y en un lugar sombreado. Los pasos a seguir son los siguientes:

a) Limpiar el suelo de las hierbas, la cama debe tener una dimensión de 1,5 m de ancho, el largo depende de la cantidad del material orgánico.

b) Colocar palos y paja con el objeto de proporcionar una mayor aireación a la pila. c) Luego colocar una capa de restos vegetales picado en trozos pequeños) unos 20 cm. d) En el medio debemos plantar unos palos de 10 cm de diámetro y alrededor de los palos

se deben colocar los restos vegetales y animales, estos palos se deben mover y sacar para facilitar la aireación y el lugar por donde debemos regar.

e) Luego colocamos unos 10 cm de desechos de animales, luego colocamos unos 5 cm de tierra de la finca.

f) Colocamos luego otra capa de 20 cm de vegetales, otra de abono de animales, otra de tierra y así sucesivamente colocamos hasta que la compostera tenga una altura de aproximadamente un metro.

g) Durante todo el proceso y en cada capa de material debemos ir regando, ya que sin la humedad la descomposición se hace muy lenta.

h) La ceniza o la cal se coloca luego de cada capa del estiércol para desinfectar y favorecer el crecimiento de microorganismos.

i) Finalmente se cubre toda la cama con plástico o paja para evitar la pérdida de humedad. j) El primer volteo se debe realizar a los 15–20 días, para uniformizar el proceso de

descomposición. El proceso de los volteos puede hacerse cada 2 semanas. El tiempo de duración para la descomposición depende del clima donde se construye la compostera, en el trópico es de 60 a 90 días.

k) El compost está listo cuando su color es oscuro y con un olor a tierra fértil.

8.1.4.3. Ventajas del Compost en el Suelo.

Mejora la fertilidad de los suelos. La materia orgánica aporta macronutrientes N, P, K y micronutrientes, y mejora la capacidad de intercambio de cationes del suelo. Esta propiedad consiste en absorber los nutrientes catiónicos del suelo, poniéndolos más adelante a disposición de las plantas, evitándose de esta forma la lixiviación. Por otra


155

parte, los compuestos húmicos presentes en la materia orgánica forman complejos y quelatos estables, aumentando la posibilidad de ser asimilados por las plantas.

Mejora la estructura del suelo. La materia orgánica contribuye favorablemente a mejorar la estabilidad de la estructura de los agregados del suelo agrícola (serán más permeables los suelos pesados y más compactos los ligeros), aumenta la permeabilidad hídrica y gaseosa, y contribuye a aumentar la capacidad de retención hídrica del suelo mediante la formación de agregados.

Aumenta la infiltración del agua. Aumenta la resistencia de las plantas al ataque de plagas y enfermedades. Mejora los rendimientos. Mejora la calidad de los productos.

8.1.4.4. Formas de Aplicación del Compost.

Debemos aplicar por lo menos una vez al año el compost. La cantidad a aplicar que no sea menos de 6 t/ha. Las cantidades dependen de los

cultivos. Abonar cuando el suelo no este seco, es recomendable en la preparación del suelo, a una

profundidad no mayor de 15 cm. Se puede aplicar al voleo en forma pareja, tratando de enterrar para que no se pierda.

8.1.5. Biol. Actualmente en el mundo hay una tendencia a la producción y consumo de productos alimenticios obtenidos sin el uso de insecticidas y fertilizantes sintéticos. Es la agricultura orgánica quién privilegia al suelo porque con ella se aumenta su fertilidad natural y fortalece el complejo biológico siendo una de las formas es con el uso de abonos líquidos. El Biol es un fitoestimulante de origen orgánico, que es producto de la descomposición anaeróbica de los desechos orgánicos, sustratos de plantas (Leguminosas: caupi, fríjol, canavalia, leucaena, eritrina, etc.) y estiércol fresco de animales (vacuno, porcino, ovino, etc.) que se obtienen por medio de la filtración del bioabono y que se aplica a los cultivos para mejorar su crecimiento y desarrollo estimulando una mayor resistencia a plagas y enfermedades. Los componentes y los valores promedio que los nutrientes del Biol aportan al suelo se pueden observar el Cuadro 3.7, los cuales están al mismo nivel que el humus de lombriz y el té de estiércol.

8.1.5.1. Ficha Técnica del Biol.

Generalidades. a) Nombre comercial: BIOL b) Ingrediente activo: Aceite agrícola vegetal no iónico c) Clase de uso: Coadyuvante agrícola d) Grupo: Aceites agrícolas d) Formulación: Liquido soluble e) Composición química: Aceites naturales de origen vegetal....975 g/L

Propiedades Fisicoquímicas.

a) Aspecto: Líquido aceitoso b) Color: Ligeramente ámbar c) Olor: Aceite d) Estabilidad: Estable por 3 años en condiciones normales de almacenamiento e) Densidad: 0.9 – 0.945 g/ml f) Corrosividad: No corrosivo g) Compatibilidad: Es compatible con la mayoría de herbicidas, insecticidas, fungicidas,

reguladores de crecimiento y agentes defoliantes. Se recomienda realizar una prueba previa de compatibilidad.

h) pH: 5.6 – 7.0


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8.1.5.2. Importancia del Biol.

Promueve las actividades fisiológicas y estimula el desarrollo de las plantas.

Permite un mejor desarrollo de las raíces, hojas, flores y frutos. Son de rápida absorción para las plantas. Mejora el vigor del cultivo y permite soportar con mayor eficacia los ataques de plagas y

enfermedades y los efectos adversos del clima. En extensiones grandes se requiere de una mochila para su aplicación. Como una desventaja en la utilización de este producto

se tiene que el tiempo de la preparación hasta la utilización es largo.

El Biol promueve las actividades fisiológicas y estimula el desarrollo de las plantas, sirve para las siguientes actividades agronómicas:

Acción sobre la floración Acción sobre el follaje Enraizamiento Activador de semillas

El 92% de la cosecha depende de la actividad fotosintética y el 8% de los nutrimentos que la planta extrae del suelo.

8.1.5.3. Materiales para Preparar el Biol.

Se puede elaborar a base de insumos que se encuentran en la unidad productiva, no requiriendo de una receta determinada, pudiendo variar los insumos. Su preparación es fácil y de bajo costo, pudiendo adecuarse a diversos envases, tales como cilindros y mangas de plástico. Para preparar un Biol en 70 litros de agua, se necesita lo siguiente:

Un kilogramo de hojas de leguminosas. Medio kilogramo de cáscara de huevos molidos. Un litro de leche. Una cuarta parte del envase con estiércol fresco de animales. Un tanque de 70 litros (metálico o plástico). Tapa o plástico de un metro cuadrado. Una manguera de un cm de diámetro. Una botella descartable.

Se puede agregar sangre de animales, vísceras y huesos de pescado.

8.1.5.4. Preparación del Biol. Colocar el tanque en un sitio donde no se vaya a mover al menos durante dos meses; ponemos en el interior del tanque o cilindro:

Una cuarta parte de excremento fresco de ganado (vacuno, ovino, porcino, cuy, etc.) Colocamos un kilogramo de hojas picadas de leguminosas. Medio kilogramo de cáscara de huevos molidos. Un litro de leche.

Luego de colocar todos los ingredientes:

Se llena el tanque con agua, quedando unos 3 centímetros de la boca del tanque. Tapamos el tanque con su tapa o con el plástico, amarramos con la piola

herméticamente. En el centro de la tapa o en plástico tapa hacemos un agujero de un centímetro de

diámetro y luego se introduce la manguera y el otro extremo va a una botella descartable con agua.

Este compuesto debe permanecer en ese estado al menos unos 45 días o dos meses, tiempo en el cual transformará los desechos de los animales y plantas dejando sus nutrientes en el agua.


157

A los 15 ó 20 días destapar con cuidado y remover la mezcla con un palo y volver a taparlo.

En la botella con agua se observa burbujas, esto es debido a la descomposición.

Figura 8.4: Preparación del Biol.

8.1.5.5. Cosecha del Biol. Una vez trascurrido la fermentación se procede a la cosecha del Biol.

Se remueve y se saca con un balde para ser colado con un tamiz, en un recipiente. Envasar en recipientes de plástico. Etiquetar y anotar la fecha de elaboración. Almacenar en lugares frescos y secos, fuera del alcance de los niños.

8.1.5.6. Dosis de Aplicación.

Se puede aplicar a los cultivos en fumigaciones, las dosis recomendadas para:

Hortalizas: 4 litros del Biol, en bomba de 15 litros de agua. En frutales: 15 litros de Biol, más 5 litros de agua. En cultivos anuales: 5 litros de Biol, con 10 litros de agua.


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8.2. RESIDUOS DEL PROCESAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS PECUARIAS. Existen una gran cantidad de industrias de transformación pecuaria que generan residuos derivados de su proceso productivo, procedentes del producto inicial de transformación y que, en bastantes casos, incluye productos utilizados en la transformación. A continuación se relacionan algunos de estos residuos indicando su posible uso y/o tratamiento a realizar. La producción de carne a nivel mundial es de 200 millones de toneladas por año y entre el 25 al 40% serán subproductos, pudiéndose obtener entre 50 a 80 millones de toneladas de subproductos.

Figura 8.5: Porcentajes de subproductos.*

*Depende de la especie animal, raza, alimentación, etc.

8.2.1. Centros de Beneficio de Ganado. La mayoría de los mataderos del país no poseen infraestructuras adecuadas mínimas para el aprovechamiento (reciclaje o reuso) de los residuos que ellos generan, a partir del sacrificio de los animales (vacunos, ovinos, porcinos, aves, etc.), es por esto que a los ríos, mar o aguas superficiales más próximos a ellos, llegan las vertimientos de las alcantarillas sanitarias municipales, sin ningún tipo de tratamiento, contaminando el medio ambiente (aguas seres vivos, etc.) y degradando posibles fuentes de abastos de aguas potables; también contaminan los suelos cuando se vierten de manera directa sobre ellos. Un matadero ya sea municipal o privado (de particulares) es una fuente rica en residuos sólidos y líquidos (sangres) de alto contenido orgánico. Los residuos de éstos están constituidos por: sangres, estiércol, uñas, cascos, patas y restos de pelos y otros desechos. La sangre generada en los mataderos es una rica fuente de proteínas al recuperarla y transformarlas en albúmina, harina de sangre y sangre disecada. Con el contenido rumial se obtiene concentrados para alimentar animales; los estiércoles, uñas, cascos, otros pueden ser usados para compostajes y lombricultura. En el ganado bovino el rendimiento en calidad, representado por los cortes a nivel de minoristas, varían en función de la región del cuerpo, así: Las carnes de primera calidad se localizan en el dorso, cuarto posterior y pierna. Las de segunda calidad corresponden al cuarto anterior y se localizan en el brazo. Las de tercera calidad incluyen las zonas restantes.

Cuadro 8.5: Rendimiento del ganado bovino.

Partes de la canal Peso (kg) Rendimiento

Carne 205 79 % Hueso 31 12% Grasa 23 9% Total 259 100 %


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Adicionalmente a la carne comercializada por canales en el proceso de beneficio de ganado se obtienen diversos productos, que complementan la comercialización del ganado y se clasifican principalmente en comestibles y no comestibles.

Productos comestibles: Vísceras rojas, corazón, pulmón, hígado, bazo y riñones, vísceras blancas (incluyen panza, bonete, librillo, cuajar, intestino delgado e intestino grueso), patas, sesos, rabo, lengua, cabeza, órganos genitales. Otros restos cárnicos: esófago y músculo subcutáneos, empleados en la alimentación y en la fabricación de embutidos.

Productos no-comestibles: Pieles, cachos y cascos, sangre, sebo, huesos y restos de carne, etc.

8.2.1.1. Pieles. Es el subproducto de mayor valor. Se ejerce estricto control de calidad en su procesamiento para evitar cortes y rasgaduras que pudieran disminuir su valor comercial. Es enviado descarnado a las tenerías. La curtiembre es el aprovechamiento óptimo de cueros y pieles de todas las especies en general (especies pequeñas, mayores y exóticas). Este aprovechamiento de su piel va mucho más allá de la extracción de la piel a un animal sin vida y tiene sus bases fundamentales en un correcto manejo del animal (su alimentación y crianza) con vida. Nuestros antepasados usaban las pieles de los animales para cubrirse y protegerse del clima, mientras que hoy en día esta Tecnología se ha vuelto una manera y forma de vestirnos de distinta manera a la habitual. Teniendo ya procesos y pasos a seguir para obtener buenos resultados.

Figura 8.6. Flujograma de Curtiembre.

Piel cruda

Remojo

Pelambre

Calero

Descarnado

Desencalado

Piquelado

Curtido

Escurrido

Dividido

Rebajado

Neutralizado

Recurtido

Teñido

Engrase

Secado

Acondicionado

Ablandado

Otras

Expedición

El Proceso de Curtiembre tiene tres características principales:

A1) La Conservación de la piel.


160

A2) La Industria de la Curtiembre:

a) Peleteria (Tiene a su vez 12 pasos). b) Operaciones de Rivera (Desengrase, descarnado, desengrase, pre-curtido y

curtido), operaciones de Acabados, operaciones de Engrasado, etc.

A3) La Industria del Cuero (la cual tiene 25 procesos): Por citar algunos son:

a) Operaciones de Rivera (Remojo, Pelambre, Rendido, Desengrase, Operaciones mecánicas, Curtido).

b) Operaciones de Rebajado. c) Operaciones de Teñido. d) Operaciones de Engrase. e) Operaciones de Acabado final (Estirado y pintado).

8.2.1.2. Sangre. Los animales al momento de sacrificarse tienen entre un 3–4% en peso de sangre, lo que supone para el ganado vacuno entre 16–18 L/animal y para el ganado porcino entre 3–4 L/animal. La composición de la sangre es de 80% de agua y 20% de sustancias sólidas, entre las que se encuentran los glóbulos rojos y el plasma sanguíneo. Los glóbulos rojos contienen 60% de agua y 98% (p.s.) de proteína. El plasma sanguíneo contiene 90% de agua y 80% (p.s.) de proteína. Secada la sangre hasta un 8-10% de humedad contiene entre un 75–85% de proteína con un alto coeficiente de digestibilidad.

Cuadro 8.6. Coeficientes de digestibilidad.

Subproducto Coeficiente de digestibilidad (%)

Sangre 99 Harina de pescado 96 – 97 Harina de carne y huesos 87 – 89 Harina de plumas 53 - 55

En el procesamiento de la sangre ésta es refrigerada y sometida a un proceso de centrifugación para separar la hemoglobina del plasma sanguíneo y someterlos a tratamientos térmicos mediante los cuales son desecados, y respectivamente empleados en la fabricación de alimentos concentrado para animales y embutidos. Además, por ser fuente incalculable de proteínas, la hemoglobina y el plasma sanguíneo son utilizados para la formulación de productos en la industria farmacéutica.

Figura 8.7. Procesamiento de la sangre.


161

Obtención de harina de sangre. Solamente 6 kg de harina de sangre pueden obtenerse de 1000 kg de peso vivo. Los métodos modernos de producción de harina de sangre comprenden la desecación de la sangre en capas fluidificadas, desecación por rociado a baja temperatura o desecación de la sangre en un transportador poroso por corriente de aire caliente. Estos procedimientos de desecación producen una harina de sangre soluble en agua (que con frecuencia se denomina en inglés "blood flour") para distinguirla de la harina corriente de sangre ("blood meal"), que es menos soluble en agua. En escala semi-comercial, la harina de sangre se fabrica coagulando la sangre al vapor, o hirviéndola durante 20 minutos, recogiendo luego el coagulado para secarlo y molerlo. Hay que tomar precauciones para no dejar que la temperatura exceda de 120 C en cualquiera de las fases del proceso, ya que, de lo contrario, la harina tendrá calidad inferior.

Figura 8.8: Obtención de Harina de sangre. Coagulación en continuo, deshidratado y secado.

Etapas: (1) Depósito, (2) Secador, (3) Condensador, (4) Depósito de coagulación, (5)

Prensa, (6) Coagulación y deshidratación continua, (7) Harina de sangre, (8) Agua condensada, (9) Agua al drenaje.

Con cantidades más pequeñas de sangre, ésta se recoge en grandes vasijas y se hierve a fuego vivo, hasta que se coagule y el agua se haya evaporado. La sangre debe hervir muy despacio y agitarse continuamente. Seguidamente, la harina de sangre puede esparcirse sobre un piso de hormigón, en un cobertizo bien ventilado, para enfriarla y secarla por completo. Otra forma de utilizar la sangre consiste en empapar las ahechaduras de trigo, harina de citrus o salvado de arroz, y luego esparcirla a la intemperie en bandejas calentadas por el fondo, o desecarla al sol. De esta forma, la materia vegetal, pobre en proteína, se enriquece con la proteína. El procedimiento puede repetirse varias veces. La sangre puede también coagularse añadiendo un 1% de cal viva, o 3% de cal muerta. Sin embargo, se pierde un 10-15% de la materia seca y gran parte de los minerales, cuando para la producción de harina de sangre se emplea el coagulado en vez de la sangre entera. La harina de sangre obtenida de sangre entera contendrá más isoleucina, que es uno de los aminoácidos esenciales. La sangre cruda puede conservarse una semana añadiendo 0,7% de ácido fórmico o de ácido sulfúrico. Cuando a la sangre tratada con ácido sulfúrico se le añade 0,5% de metabisulfito de potasio, puede conservarse durante algunos meses antes de suministrarla a los animales. Las calidades de conservación de la harina de sangre son buenas únicamente cuando la humedad es de 10-12% aproximadamente. Cuando el contenido de humedad es mayor, la sangre se recalienta y coagula, e incluso fermenta, durante el almacenamiento; si es muy inferior, la falta de humedad produce una harina de sangre negra, debido a que el color rojo se destruye. Usos. La harina de sangre sólo contiene pequeñas cantidades de minerales, pero es muy rica en proteína, la cual, sin embargo, es de composición bastante sesgada en aminoácidos. A causa de su escasa apetecibilidad, se incluye en dosis bastante inferiores al 5% en las raciones para cerdos y aves de corral. Rara vez se necesitan cantidades mayores desde el punto de vista nutricional, que, además, pueden provocar diarrea. Se pueden utilizar mayores proporciones para los bovinos y en los sucedáneos de la leche para los terneros. Para estos últimos, no debe representar más del 50% de la proteína, a causa de su poca apetecibilidad. Se ha suministrado, con buenos resultados, a las aves de corral la sangre


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cruda, mezclada en proporción de 2:1 con despojos de matadero desmenuzados. Se ha suministrado a los cerdos hasta 0,7 kg al día de sangre cruda o de sangre tratada con ácidos, después de algunos días de haberlos acostumbrado al pienso. La digestibilidad de la sangre cruda es muy elevada. La digestibilidad de la proteína bruta en los cerdos es del 88% para la harina de sangre; para la harina corriente de sangre, 72%; para la sangre cruda, 90%; y para la sangre tratada con ácidos, 95%. La digestibilidad es algo mayor en el caso de los bovinos.

Cuadro 8.7: Uso de la sangre entera para consumo animal.

Alternativa de Proceso Producto Final/Nombre Comercial Consumo directo sin proceso Sangre coagulada Mezcla con residuos agrícolas u otros desechos comestibles, con o sin cocción Sangre mezclada

Coagulación-Prensado-Secado-Molido Sangre seca molida Secado forzado en digestores, sola Harina de sangre pura Secado forzado en digestores, mezclada con otros desechos comestibles Harina de sangre, carne y hueso

Cuadro 8.8: Resumen de la utilización de los productos obtenidos de los desechos de matadero por las fábricas de alimentos balanceados para animales.

Producto Uso Harina de Sangre, Carne y Hueso Engorde de pollos y de cerdos, Alimentación de aves Harina Mixta de Carne y Pluma Aves de postura, Engorde de pollos y de cerdos Aceites Industriales Suplemento energético Hueso Calcinado y al Vapor Suplemento mineral Harina de Pescado Pollo de engorde

Cuadro 8.9: Uso de grasa, hueso y desperdicios de matanza para el consumo animal.

Presentación Procesos Producto Final/Nombre Comercial

Sebo Limpieza-Molido-Cocimiento-Prensado- Molido-Tamizado

Aceites, Chicharro, Harina de carne

Hueso fresco Cocimiento-Separación de sólidos-Secado-Molido

Aceite, Proteína, Harina de hueso al vapor

Hueso seco Calcinado-Molido Harina de hueso calcinado Desperdicios de matanza de vacunos, porcinos y aves

Molido-Secado en digestor-Tamizado

Aceites, Oleoesterina, Harina de carne mixta

Desechos de matanza de aves y aves muertas en granja

Secado en digestor-Tamizado Aceites, Harina mixta de carne y pluma

Desechos de la pesca Secado en digestor-Tamizado Aceites, Harina de pescado

8.2.1.3. Cachos y Cascos. De ellos se obtiene la denominada cacharían, producto rico en nitrógeno no proteico, empleado en la industria de los fertilizantes. Para preparar la Harina de cuernos y pezuñas, primero se clasifican por separado. Las pezuñas se remojan en agua hasta que se vuelven esponjosas y pueden desprenderse de los huesos. Seguidamente, se extienden al sol para que se sequen. Los cuernos se curan al sol hasta que la médula del hueso se seca completamente, y se extrae martillando. Los cuernos y las pezuñas se mezclan y se colocan en una autoclave (digestor), donde cuecen al vapor durante 7 horas, a una temperatura de 110-112°C. El material se seca y luego se muele fino. Se ha demostrado que la digestibilidad de la harina de cuernos y pezuñas aumenta progresivamente a medida que el material se muele más fino. Se ha empleado este material en dosis pequeñas con resultados variables, en las raciones para aves de corral. Al parecer, es inapetecible para la mayoría del ganado. Se ha informado acerca de la elevada digestibilidad de la proteína bruta (alrededor de un 80%) de la harina de cuernos y pezuñas, preparada remojando durante 60 horas las pezuñas y los cuernos en carbonato sódico, al 10%, y a 20°C, e hirviendo luego el material


163

en agua durante una hora y secándolo a temperatura alta hasta que adquiere un color amarillo dorado.

8.2.1.4. Sebo. Es la grasa bruta obtenida en la extracción y limpieza de vísceras. Se utiliza en la formulación y fabricación de alimentos concentrados para animales.

8.2.1.5. Huesos y restos de carne. Son sometidos a un complejo proceso que los transforma en harina de grano muy fino, la cual es utilizada en la fabricación de alimentos concentrados para animales.

Figura 8.9: Obtención de Harina de huesos.

8.2.1.6. Obtención y procesamiento de glándulas y sus principios activos para usos farmacéuticos, cosméticos y técnicos.

Se utilizan tecnologías sencillas para la recuperación de glándulas como el páncreas, suprarrenal, tiroides, hipófisis y timo, así como otros productos activos (pancreatina de uso médico, enzimas para el curtido de pieles y aldosterona para uso veterinario), eliminando estos elementos que anteriormente se disponían junto a otros residuos sólidos. Obtención de los principios activos de la bilis bovina y porcina; existe una tecnología para obtener las sales biliares en forma seca, quedando listas para ser dosificadas en forma de tabletas, papelillos y otras preparaciones. El sobrenadante, constituido por los pigmentos biliares, con uso humano y/o veterinario en forma de pediculicidas y garrapaticidas, da valor y uso a una corriente de residuales. Obtención y uso de la mucosa estomacal porcina; se desarrolló una técnica de alcalinización obteniéndose renina-pepsina para la industria quesera, así como heparina de alta calidad farmacológica, mejorando el proceso de limpieza de los intestinos y dando valor a los cuerpos heparinoides separados.


164

8.2.2. Residuos de la Agroindustria Cárnica. Los subproductos de la industria cárnica se caracterizan por un alto contenido en proteínas y grasas y por su elevado potencial energético. En contrapartida, su tratamiento biológico para posibilitar su reciclado agrícola implica la liberación de amoniaco resultado de la descomposición de las proteínas, con efecto tóxico para el proceso anaeróbico y susceptible de emisiones en el proceso de compostaje. También implica posibles efectos inhibitorios por ácidos grasos de la cadena larga. Las líneas de investigación actuales están encaminadas a reducir estos efectos y recuperar amonio como subproducto. La vía de tratamiento actual es la destrucción térmica con aprovechamiento energético. Los subproductos de la agroindustria cárnica generalmente proceden la las plantas de elaboración de embutidos y similares.

8.2.3. Residuos de la Agroindustria láctea.

La agroindustria láctea se trata de un sector de la agroindustria que tiene como materia prima la leche procedente de los animales (por regla general vacas), la leche se trata de uno de los alimentos más básicos de la humanidad. Los sub-productos que genera esta industria se categorizan como lácteos e incluyen una amplia gama que van desde los productos fermentados: yogur, quesos pasando por los no-fermentados: mantequilla, helado, etc. Gran parte de los lácteos provienen del procesado de la leche de la vaca que está compuesta principalmente de agua con un contenido aproximado de 4,8% de lactosa, 3,2% de proteínas, 3,7% de grasas y un 0,19% de contenido no proteínico, así como un 0,7% de cenizas. Existen muchas categorizaciones acerca de los lácteos, una de las más intuitivas resulta de la clasificación los sub-productos resultantes de la leche cruda, tal y como se puede mostrar en el siguiente gráfico:

Figura 8.10. Leche y sus derivados.

Leche cruda

Crema de leche Leche en polvo

Queso Leche desnatada

Mantequilla Grasas lácteas

Caseínas Leche

desnatada en polvo

Suero de leche


165

Cuadro 8.10. Composición de algunos productos y subproductos lácteos.

Composición % Leche entera Leche

descremada Suero de

mantequilla Suero de

queso Sólidos totales 12,3 8,6 8,9 6,5 Grasa 3,8 0,05 0,4 0,4 Proteína 3,2 3,2 3,2 0,7 Lactosa 4,6 4,5 4,5 4,7 Sales minerales 0,75 0,75 0,75 0,76 DBO5 (mg/L) 120 000 70 000 75 000 40 000 DQO (mg/L) 210 000 100 000 110 000 75 000

8.2.3.1. Suero de mantequilla. La mantequilla se produce desde la antigüedad removiendo la nata para que se rompan las membranas de grasa que contiene. Las partículas de grasa se agrupan y se separan en la parte superior del recipiente donde se prepara. Con la grasa se produce mantequilla, y el líquido sobrante es el suero de mantequilla. Pero la mayor parte del suero de mantequilla disponible hoy en día no se elabora según el método tradicional, sino como cultivo: se trata de leche a la que se le añaden agentes acidulantes (estreptococos) para simular el producto original. El sabor ligeramente agrio de este "suero cultivado" se debe al proceso de fermentación. En este proceso, la bacteria que lo inicia (el estreptococo) convierte la lactosa en ácido láctico. A medida que el pH desciende por esta reacción, la leche se vuelve más agria. Debido a su acidez, el suero de mantequilla suele tener un periodo largo de conservabilidad. El suero de mantequilla (denominado buttermilk en inglés, literalmente ‘leche de mantequilla’) es la parte acuosa sobrante de la elaboración de la mantequilla. Difiere ligeramente en composición de la leche cruda, conteniendo grandes cantidades de ácido láctico y agua. El sabor característico del suero de mantequilla procede principalmente del ácido láctico presente en él. El suero de mantequilla o mazada es un producto lácteo líquido de color blanco-amarillento, ligeramente menos espeso que la nata, con un contenido bajo en grasa, y de sabor ligeramente agrio. Es muy apreciado como bebida en los Países Bajos, Alemania y en Dinamarca, especialmente en verano; y también en la India como refresco. También se usa en la elaboración de muchos tipos de pan, así como de sopas y salsas cremosas. Del suero de mantequilla se puede obtener:

Estandarizar leche. Estandarizar mezclas de helados. Ingrediente de diversos productos alimenticios. Bebida fermentada. Producto en polvo como aditivo y sustituto de la LDP. Alimento animal.

8.2.3.2. Suero de queso. A partir de 10 litros de leche de vaca se puede producir de 1 a 2 kg de queso (es decir, en su mayor parte de caseína) y un promedio de 8 a 9 kg de suero de leche. El suero es el conjunto de todos los componentes de la leche que no se integran en la coagulación de la caseína. De la fabricación de quesos se obtiene un suero que durante años se ha considerado como un desecho; este subproducto, conocido también como “suero de quesería” o “suero dulce”, ha sido vertido en los ríos, lo que está ocasionando graves daños al medio ambiente. Dicho suero ha motivado numerosos trabajos de investigación, que comenzaron proponiendo el separar sus macrocomponentes para aprovecharlos; sin embargo, logró captar la atención de una nueva generación de científicos a partir de los años ochenta, quienes pusieron de relieve sus beneficios alimentarios y nutricionales. El suero de queso representa, entre otras cosas, un producto o una mezcla importante de proteínas que poseen un amplio rango de propiedades químicas, físicas y funcionales, y que entre otros beneficios pueden ayudarnos a conservar la salud y evitar ciertas enfermedades. Las proteínas lácteas se han dividido en dos grandes grupos: las caseínas, que representan


166

80% del total, y las proteínas del suero o seroproteínas, que constituyen el porcentaje restante. Del suero de queso se puede obtener:

Un sustituto parcial de la leche en la alimentación de terneros. Como medio para la fermentación de cultivos probióticos: Estos cultivos son empleados

en la alimentación de cerdos lactantes a fin de disminuir los índices de diarreas y mortalidad.

Elaboración de bebidas saborizadas. Elaboración de requesón: Se incluye la elaboración de una bebida saborizada a partir del

suero del propio requesón que se elabora. Preparación de mezclas para helados: Efecto económico significativo por el ahorro de

SNG lácteos. Obtención de proteína soluble: Mediante el empleo de la ultra-filtración. Elaboración de suero en polvo: Como sustituto de leche descremada en polvo (LDP) en la

formulación de diversos productos lácteos. Elaboración de leche fermentada: Se mejora las cualidades nutricionales y sensoriales del

yogur de soya.

8.3. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

8.3.1. Madrid, Antonio. Aprovechamiento de los sub-productos cárnicos. AMV Editorial Mundiprensa. 1ra. Edición. Madrid, España. 1999.

8.3.2. Morera, J.M. Química Técnica de Curtición. Escola Superior d'Adoberia d'Igualada. 2000. 8.3.3. Palmitieri, Gaetano. Manuales para educación agropecuarios. Sub-productos animales. Area FAO

Rurales. SEP/Trillas. México. 1998. 8.3.4. http://es.wikipedia.org/wiki/Avicultura 8.3.5. http://fao.org 8.3.6. http://www.fao.org/ag/aGA/AGAP/FRG/afris/es/Data/317.htm 8.3.7. http://www.fao.org/AG/aga/agap/frg/APH134/cap7.htm 8.3.8. http://www.sisteco.com.mx/mataderos.html

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