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La cuantificación de los productos orgánicos responsables de la demanda química de cloro en el agua de lavado de las verduras de IV gama

Para la industria de los productos agrícolas de IV gama, una de las principales preocupaciones es la contaminación potencial por patógenos durante las operaciones de lavado, donde el agua usada para lavar las verduras se reutiliza y circula continuamente por los sistemas de lavado. Durante la limpieza, se liberan al agua grandes cantidades de compuestos orgánicos del detrito de la tierra y de las emanaciones del producto.

Cuando estos compuestos reaccionan con el cloro, ocurre una rápida disminución del nivel de cloro disponible, además de la posible generación de productos derivados de los desinfectantes. Por lo tanto, los residuos orgánicos de la tierra y los materiales vegetales: (1) deterioran la calidad del agua en cuanto a disminución del cloro, aumento de la turbiedad y aumento de la demanda química de oxígeno, y (2) provocan el aumento de la demanda química de cloro en el agua de lavado.

Mantener unos niveles de cloro residual adecuados en el depósito resulta complicado en los procesos de lavado de productos agrícolas comerciales, y el reducido nivel de cloro restante a menudo aumenta el riesgo de contaminación cruzada. Por el momento, existe poca información cuantitativa acerca de qué porcentaje de compuestos orgánicos en el agua son responsables de la demanda química de cloro.

Se ha evaluado la cantidad de material orgánico por unidad de producto agrícola procesado durante el proceso de lavado mediante el uso de las propiedades químicas (la demanda química de oxígeno, o DQO, y el carbono orgánico total, o COT) del agua de lavado de cuatro verduras diferentes (lechuga romana, lechuga iceberg, zanahoria y espinaca baby). Los datos generados son útiles para estimar la cantidad de demanda de cloro por masa de verdura mediante distintas técnicas de procesado de verduras. Además, los investigadores evaluaron la cinética de cloración del agua de lavado para describir el comportamiento de la demanda de cloro en términos de tiempo de reacción y formación de cloramina.

Mediante un sistema modelo, las cantidades de jugo liberado por kilogramo de verdura procesada para la lechuga romana en tiras, la lechuga iceberg en tiras, la zanahoria en tiras y la espinaca baby fueron de 82,1 ml/kg, 94,5 ml/kg, 158 ml/kg y 2,26 ml/kg, respectivamente. Los análisis del agua recuperada revelaron una reacción rápida entre los componentes del agua de lavado y el cloro, en los que, a lo largo de un periodo de observación de 90 minutos, el 50% de la demanda química de cloro ocurrió durante los primeros 5 minutos, lo que subraya la dificultad para reducir la demanda de cloro de cualquier proceso de depuración de aguas una vez las verduras se depositan en los sistemas de lavado.

Es más, los resultados mostraron también una demanda de cloro prolongada durante periodos de 90 minutos, lo que indica un efecto acumulativo en el consumo de cloro con contribución orgánica continua. La DQO y el COT indicaron buenas correlaciones con la demanda química de cloro, independientemente del tipo de verdura, por lo que resultan parámetros importantes para estimar la cantidad de cloro necesaria durante el proceso de lavado. Además, los análisis HPLC-SEC mostraron que los componentes que contribuyen a la demanda de cloro son, principalmente, moléculas pequeñas disueltas (menores a 3400 Da), lo que dificultará las estrategias de depuración de aguas para su reutilización.

Los investigadores concluyen que el estudio proporciona información para construir un diseño de depuración de aguas para su reutilización y que tiene implicaciones para el desarrollo futuro de estrategias de depuración para la industria de los productos agrícolas de IV gama.

El estudio completo (en inglés) está disponible en línea desde agosto de 2015 en:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956713515301663

Fuente: ShihChi Weng, Yaguang Luo, Jie Li, Bin Zhou, Joseph G. Jacangelo, Kellogg J. Schwab, 'Assessment and speciation of chlorine demand in fresh-cut produce wash water', febrero de 2016, Food Control, vol. 60, págs. 543-551.

Contacto:
Kellogg J. Schwab
Departamento de Ciencias Ambientales de la Salud, Facultad de Salud Pública Bloomberg de la Universidad Johns Hopkins
615 N. Wolfe St., Room
E6620, Baltimore, MD, 21205, EE. UU..
Correo e.: kschwab1@jhu.edu

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