Seccions
- Introducció
- Característiques dels perfums
- El mercat de les essències i els perfums
- Principals compostos químics utilitzats
- Tractament efluents a la indústria de fragàncies i aromes
- Resum
Introducció
Dins del creixent mercat de la indústria cosmètica, el sector de la perfumeria té un paper important, ja que el complement perfecte d’un bon aspecte és una olor agradable. Es tracta de persuadir i estimular el consumidor per la via dels sentits organolèptics.
Per poder aconseguir les essències i els perfums s’utilitzen sistemes amb agents que produeixen la seva extracció de molts productes naturals, o a partir de substàncies químiques orgàniques com els hidrocarburs.
Aquestes substàncies que s’utilitzen a la indústria solen ser dissolvents, alcohols i olis que es volatilitzen amb facilitat i que, per la seva naturalesa i elevada concentració, contaminen les aigües residuals, i ofereixen dificultats per al seu tractament i correcció.
El present article té com a objectiu donar una idea sobre la influència d’aquest sector a la indústria mundial, les seves tendències, i els tractaments que es proposen per al vessament dels efluents que es generen. Condorchem Envitech, com a empresa d’enginyeria dedicada al sector del tractament d’efluents industrials, ofereix solucions a mida per a cada cas.
Característiques dels perfums
En qualsevol cas, per a la fabricació dels perfums es parteix d’essències que es preparen per mantenir el producte en correctes condicions, en combinació amb fixadors i dissolvents.
- Essències Aromàtiques: Es tracta d’olis essencials d’origen natural formats per molècules volàtils de plantes. S’obtenen a través de procediments com la destil·lació per vapor o l’extracció. Es poden obtenir de moltes parts de la planta: les llavors, flors, fruits, etc. Aquestes essències també poden tenir naturalesa artificial, segons es comenta en aquest article.
- Fixador: aquest compost ajuda a augmentar la durada del perfum, fent que trigui més temps a volatilitzar-se. Solen ser substàncies amb un alt punt d’ebullició que permet que els components odorífers romanguin durant més temps al cos. Aquestes substàncies, a més de tenir poder fixador, també presenten una olor característica. Els dissolvents vegetals més utilitzats són l’oli essencial de sàlvia, de vetiver, de pachuli i de sàndal, entre altres.
- Dissolvent: el dissolvent més utilitzat per elaborar un perfum és l’alcohol. Aquest conformarà el component de major presència a la fórmula per elaborar perfums. Per fer un perfum natural es pot emprar alcohol de cereal o aigua destil·lada. Per distingir els tipus de perfums, s’utilitzen les denominades “notes d’olor”
El mercat de les essències i els perfums
La distribució de l’exportació i la importació d’aquests productes i la seva tendència alcista donen una imatge del volum econòmic que representa aquest mercat i el pes específic que tenen a cada país del món.
També la cultura de cada país i la seva capacitat econòmica marquen la proporció de consum en cosmètics, segons s’indica a la següent gràfica:
Principals compostos químics utilitzats per a la fabricació d’essències i perfums; efectes sobre la salut i el medi ambient
Els perfums ocupen una posició important al mercat cosmètic, arribant a ser productes d’alt valor afegit i d’una demanda significativa a molts països. Els químics que normalment s’utilitzen en aquesta indústria són sumament volàtils i el seu efecte en l’ambient és negatiu si no són tractats adequadament.
En l’esquema següent, apareixen alguns dels principals compostos químics utilitzats per a la fabricació d’essències; pràcticament tots tenen estructura d’anell tancat, i en molts casos apareixen dobles enllaços, cosa que és un indicatiu de la dificultat que ofereixen a l’oxidació biològica:
No cal oblidar el problema addicional originat per la presència d’aquestes substàncies a les aigües residuals. Per a la seva posterior utilització, serà necessari arbitrar els procediments més adequats per a la degradació d’aquestes substàncies (en moltes ocasions en concentracions molt petites) que permetin la reutilització eficaç i segura de les aigües regenerades.
Tractament efluents a la indústria de fragàncies i aromes
Hi ha nombroses indústries dedicades a la fabricació de substàncies base per a aromes i fragàncies, d’aplicació tant en cosmètica com en alimentació, principalment.
Com hem observat en els punts precedents, aquest tipus d’indústries utilitza productes concentrats, alcohols, dissolvents i olis per al desenvolupament dels seus processos, i els efluents que es produeixen contenen d’aquestes substàncies que són altament contaminants i volàtils.
Aquesta composició complica el tractament d’aquestes aigües residuals, ja que estan carregades d’olis, sals i DQO, que, en ocasions, és refractària als tractaments biològics.
Prenem l’exemple dels vessaments tipus d’una fàbrica del sector, amb l’analítica següent:
| Paràmetre | Unitat | Efluent brut | Després Pretractament | Efluent tractat |
| pH | – | 7 | 6 | 7 |
| Temperatura | ºC | 35 | 30 | 25 |
| DQO | mg O2/l | 13000 | 10000 | < 250 |
| Conductiv. | µS/cm | 10000 | 9000 | <500 |
| SS. | mg/l | 4000 | 400 | <40 |
| Oli i Greixos | mg/l | 2150 | 200 | <5 |
La línia de tractament habitual consisteix en un pretractament mitjançant un fisicoquímic, compost de tamisat previ, i coagulació/floculació seguida de flotació DAF; i, a continuació, un tractament biològic.
S’han utilitzat diferents tractaments biològics en funció del tipus de contaminants, i de la seva dificultat a la biodegradació. És una de les aplicacions en què els MBBR solen tenir èxit, degut a la selectivitat de les bacteris que es formen per al tractament, encara que també és freqüent trobar tractaments anaerobis en el cas que la càrrega de DQO sigui elevada.
Quan el procés biològic no és aplicable per l’alta refracció de la DQO, s’imposen tractaments d’oxidació, com el Fenton i les POA’s.
En els processos fisicoquímics, és freqüent obtenir reduccions de SS olis i greixos molt elevats (> 90%), i reduccions de la DQO de l’ordre del 30 % de la d’aportació, però l’afectació sobre la conductivitat és escassa, ja que la salinitat gairebé no pateix canvis en aquest tractament que bàsicament s’orienta a separar sòlids, greixos i material col·loïdal.
El present cas es correspon amb l’estudi que es va realitzar en una indústria del sector de les essències i concentrats emprats tant per a cosmètica com per a alimentació. L’efluent, a més de tenir una elevada càrrega de DQO especialment volàtil, també tenia una salinitat molt elevada.
En aquell moment, es va plantejar l’opció de reutilitzar el vessament per a aigües de procés i serveis a la pròpia indústria generadora amb la qual cosa s’assolia pràcticament el ZLD (vessament zero).
En aquest estudi es proposa una línia de tractament que té importants avantatges, com ara reducció d’espai ocupat, obtenció d’efluents de bona qualitat i senzillesa d’operació, amb un OPEX assumible en base a la disponibilitat d’aigua calenta en excés a la fàbrica.
La línia es compondria d’un tractament fisicoquímic que, bé podria ser similar al descrit per als tractaments habituals; a continuació, disposaríem un sistema d’evaporació al buit en dues etapes.
A la primera etapa es proposa un evaporador al buit amb compressió mecànica de vapor a fi de reduir el consum energètic i en segon lloc un evaporador al buit amb rascador per separar el concentrat. El residual que s’obté és un fang viscos que es solidifica en refredar-se.
El condensat conté una important càrrega de DQO, ja que sol ser molt volàtil en aquests vessaments. El condensat barrejat s’envia a una bassa intermèdia per al seu refredament i homogeneïtzació.
El tractament biològic que es proposa, segons hem comentat, dependrà dels compostos que contingui la DQO. Com a tractament terciari es proposa un sistema de membranes MBR, sempre que l’efluent ho permeti, ja que s’aconsegueixen aigües molt netes que poden ser reutilitzades com a aigües de serveis o de procés, i es manté una càrrega de fangs actius homogènia a la bassa d’oxidació biològica.
Amb aquesta tecnologia, a més, ens estalviem la instal·lació d’un decantador secundari. Els fangs obtinguts podran barrejar-se entre si i enviar-los al abocador, o bé segregar-se depenent de la seva analítica i destí.
| Concepte | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Cabal (m3/h) | 3 | 2,25 | 0,75 | 0,5 | 0,25 | 2,5 | 2,25 | 0,15 |
| Conductiv. (mS/cm) | 9 | 0,3 | 44,5 | 130 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,5 |
| DQO (mg O2/l) | 10000 | 5000 | 25000 | 44500 | 4000 | 4900 | <250 | 4250 |
Una altra opció hauria estat fer un tractament biològic i disposar una instal·lació d’osmosi inversa (RO) com a terciari; d’aquesta manera, la mida de l’evaporador a instal·lar per al concentrat seria de dimensions menors que la del disseny base, però no tindria efecte sobre la reducció de càrrega de DQO que té si es col·loca a capçalera.
Si comparem aquest procés amb el tractament biològic + RO + concentració de rebuig per evaporació al buit, podem elaborar el quadre següent:
| Concepte | Rendiment Depuració |
Consum energia (*) | Espai ocupat | OPEX(*) | CAPEX | Afectació mediambiental | Complexitat |
| Evaporació + T. biològic | Alt | Mitjà | Mitjà | Mitjà | Alt | Baixa | Mitjana |
| Tractam. biològic + RO + Evapo. | Alt | Alt | Alt | Alt | Alt | Baixa | Alta |
(*) es considera que aquest tipus d’indústries disposa d’aigua calenta en excés que afavoreix la reducció de consum energètic en el procés d’evaporació al buit.
Resum
Dins de la indústria cosmètica, el sector dels olis essencials, els aromes i els perfums, representa aproximadament un 20 % del total, i el seu consum és creixent.
Els compostos de què es parteix per a l’elaboració d’aquests productes acostumen a ser altament contaminants i, en molts casos, tòxics, per la qual cosa els tractaments dels efluents que es generen solen ser complexos i costosos, ja que partim de concentrats que aportaran elevades càrregues tant de salinitat com de contaminació orgànica a les aigües residuals.
El tractament d’evaporació al buit és una solució adequada per a aquest tipus d’efluents, ja que, a la seva capacitat de concentració fins a assolir residus pràcticament sòlids, uneix la separació de la DQO volàtil en aquestes condicions de pressió i temperatura.
La mida del tractament biològic es redueix de forma proporcional, alhora que els seus costos d’explotació i generació de fangs en excés. L’empresa Condorchem Envitech té experiència provada en aquest tipus de solucions.
Bibliografia i referències d’Internet
https://eacnur.org/blog/perfumes-ecologicos-beneficios/
https://www.virtualpro.co/biblioteca/perfumes-analisis-quimico-de-36-aguas-de-colonia-y-perfumes
https://oec.world/es/profile/hs92/3303/
https://www.academiadelperfume.com/historia-del-perfume/