Valorización de residuos agro-alimentarios mediante electrodiálisis con membranas bipolares y monopolares

Abstract

El objetivo de este trabajo es hacer un estudio comparativo de los procesos de electrodiálisis (ED) y ED con membranas bipolares (EDBM) para obtener productos de alto valor añadido como pueden ser el ácido tartárico (C4H6O6 o H2T) (aditivo alimentario) a partir de los residuos producidos en las industrias vinícolas. Por un lado, se utilizará la técnica de ED para concentrar el ácido tartárico obtenido de los residuos agroalimentarios. Por otra parte, la tecnología de EDBM se utilizará para producir el ácido tartárico y hidróxido de potasio a partir de la sal correspondiente (tartrato de potasio), la cual se obtiene convencionalmente mediante tratamientos fisico-químicos. Experimentalmente, se estudiarán los dos procesos (ED y EDBM) con diferentes tipos de membranas y concentraciones iniciales para determinar el funcionamiento óptimo de ambas tecnologías y obtener el máximo aprovechamiento de los residuos a tratar. Las pruebas experimentales se llevarán a cabo a escala laboratorio mediante una celda de membranas proporcionada por la compañía PCCell (Alemania), la cual puede trabajo mediante una disposición de membranas de ED y de EDBM. Las membranas que se utilizarán serán membranas de la misma compañía. Mediante la técnica de análisis de cromatografía iónica (CI), se determinará las concentraciones de las muestras recogidas durante los experimentos, a instantes de tiempo diferentes. A partir de los valores recogidos de las concentraciones iónicas del producto, que es el ácido tartárico, se determinará el factor de concentración, la energía consumida y el rendimiento farádico. Con los resultados obtenidos, se determinará que las condiciones óptimas de trabajo son la utilización de una concentración de ácido tartárico de 45 g/L y membranas aniónicas selectivas para ácidos orgánicos para obtener 72 g/L mediante ED. Respecto los experimentos de EDBM, en primer lugar, se caracterizará una muestra real de residuo de la industria del vino, concretamente de lías, la cual contiene principalmente tartrato de potasio. Mediante EDBM es posible producir el ácido (ácido tartárico) y la base (hidróxido de potasio) de la correspondiente sal. Las muestras obtenidas durante la experimentación, se analizan igualmente mediante CI y se determinará, también, el factor de concentración, la energía consumida y el rendimiento farádico. De los resultados de EDBM, se observará que se recupera 20,98 % de ácido tartárico a partir de la sal de tartrato de potasio.