X-Machado-Brasil-1 GESTÃO TECNOLÓGICA AMBIENTAL DE UMA INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS: ÊNFASE EM EFLUENTES Ênio Leandro Machado (1) Químico Industrial. Doutor em Engenharia. Professor do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Professor adjunto do Departamento de Química e Física da Universidade de Santa Cruz do Sul UNISC/RS. Lourdes Teresinha Kist Química, Doutora em Química, Professora do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Professora titular do Departamento de Química e Física da Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC/RS Rejane O. Meyer Kich Química Industrial Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC/RS Liege Schneider Engenheira de Alimentos. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental da Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC/RS. Endereço (1): Avenida Independência, 2293 - Caixa Postal 188 Universidade de Santa Cruz do Sul - Bairro Universitário Santa Cruz do Sul RS CEP 96.815-900 Brasil Tel: 0xx (51) 3717-7545. e-mail: enio@unisc.br RESUMO Indústrias de laticínios são intensivas no consumo de água, necessitando de direcionamento de produção mais limpa que melhore o balanço hídrico e recupere os nutrientes tratados atualmente apenas como efluentes. Este trabalho objetivou a diagramação de funcionamento de indústria de laticínios localizada no Vale do Taquari, RS, agregando proposições de produção mais limpa com ênfase no uso das águas. Acompanhamentos das várias etapas do processo produtivo e avaliações de melhorias possíveis para a realidade da empresa estudada foram os meios metodológicos de execução. Sugestões de médio e longo prazos (acima de 2 anos) foram feitas para direcionar as atividades da indústria de laticínios estudada para a produção mais limpa. As principais diretrizes incluem segregação de efluentes com coeficiente de carga poluente elevada e melhoria da estação de tratamento de efluentes que permitam recuperar energia e nutrientes além de permitir reuso parcial das águas para operações de limpeza externas as áreas de produção. A adoção de sistema UASB integrado com biofiltro aerado aparece como alternativa para corrigir emissões excessivas de DQO, nitrogênio e fósforo totais. A efluente apresenta relação DQO/DBO 5 adequada à adoção dos métodos biológicos de tratamento. Palavras-Chave: Indústria de laticínios, produção mais limpa, tecnologias limpas.
INTRODUÇÃO A indústria de laticínios caracteriza-se por consumir grande quantidade de água para operações de processamento e limpeza, tendo por outro lado, a geração de vazões elevadas de efluentes (1,1-6,8 m 3 efluente/m 3 leite processado) contendo nutrientes, poluentes orgânicos persistentes e agentes infectantes. Neste cenário, considera-se como atitude necessária à implementação de sistemas de tratamento de efluentes otimizados e integrados com a identificação dos pontos críticos de geração dos despejos líquidos no processo produtivo. Ademais, a geração das correntes efluentes acarreta a perda de matéria-prima, sendo inclusive estabelecidos, coeficientes volumétricos e de carga em termos dos parâmetros poluentes gerais: m 3 efluente/m 3 leite processado; DBO 5, nitrogênio, fósforo e óleos e graxas (Brião e Tavares, 2003). A proposição deste estudo foi estabelecer ações de gestão técnica visando a otimização de estação de tratamento de efluentes (ETE) em uma pequena indústria de laticínios localizada no Vale do Taquari, buscando a identificação dos pontos críticos quanto ao impacto ambiental do processo produtivo, melhoria da eficiência da ETE e identificação de opções que possam tornar a indústria de laticínios mais próxima de uma produção mais limpa. MATERIAIS E MÉTODOS Os estudos de planejamento ambiental foram realizados em indústria de laticínios localizada no Vale do Taquari, RS. As amostras de efluentes foram coletadas sempre no período de processamento dos queijos, sendo analisados parâmetros físicos, físico-químicos, químicos e biológicos para caracterização. Todas os procedimentos de coleta e preservação das amostras, bem como as análises foram realizadas conforme o descrito no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA/AWWA, 1998). Para montagem do fluxograma de produção foram feitos levantamentos em cada etapa do processo a partir do processamento geral. Consideraram-se as características de operação, consumo de água e seqüência de etapas. Estes dados foram coletados na rotina diária da indústria de laticínios. Foram coletadas amostras de efluentes em quatro pontos distintos da ETE: Efluente da Produção (P1); Saída da Caixa Separadora de Gordura (P2); Saída do Decantador (P3) e finalmente, no ponto de descarte após a lagoa mecanicamente aerada (P4). Nestes pontos foram caracterizados DQO, DBO 5, fósforo total, nitrogênio total, sólidos suspensos e sedimentáveis, óleos e graxas e ph. Na etapa final dos trabalhos avaliou-se a eficiência da seqüência de tratamento adotada e possíveis melhorias a serem adotadas. A identificação dos pontos críticos foi utilizada para proposição de implementação da produção mais limpa, visando medidas de curto prazo. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 1 identifica o fluxograma de produção da indústria estudada, sendo que esta unidade caracteriza-se como produtora de queijo, iogurte. A unidade de laticínios opera com coeficiente volumétrico (m 3 de efluente gerado/m 3 de leite processado) e índice de carga poluente em termos de DBO 5 (kg/m 3 ) dentro do valores referendados pela UNIDO (WASTEWATER, 1999). Nos demais valores de índices poluentes os parâmetros necessitam de readequação (WASTEWATER, 1999). Os índices poluentes determinados são apresentados na Tabela 1.
Leite Recepção Filtração Tanque de Acúmulo Análises de Acidez, ph, Antibiótico Pasteurização Tanque de queijo Centrifugação Padronização Soro Enformagem queijo Resfriamento 5 C Iogurteira Tanque de ricota Envase Prensagem Envase Enformagem Embalagem Estocagem Salmoura Secagem/maturação Embalagem Armazenamento Figura 1. Fluxograma geral de produção da indústria de laticínios estudada. Embora as recomendações da UNIDO não incluam óleos e graxas e tenha foco em produtos fluídos, podem ser considerados como críticos os parâmetros de carga eutrofizante. A lista de materiais que podem contribuir com estes índices críticos de carga poluente inclui descartes de produtos lácteos nos efluentes e os tensoativos. Tabela 1. Índices volumétricos e de carga poluente na indústria de laticínios estudada. Coeficientes de Carga Poluente Índice Volumétrico (m 3 efluente/m 3 de leite processado) Índice DBO 5 Índice Nitrogênio Total Índice Fósforo Total Índice Óleos e Graxas Processamento Geral, Figura 1 UNIDO (WASTEWATER,1999) Processamento de Lácteos Fluídos 1,48 0,5 a 2,0 1,56 3,21 11,54 0,31 2,34 0,68 0,90 -
Em termos operacionais são destacados os seguintes procedimentos como críticos na geração de efluentes: 1 - Lavagem dos caminhões tanque, gerando grande volume de resíduos (concentrado em leite) com elevada carga orgânica; 2 Pasteurização do leite. No processo de higienização do pasteurizador são utilizadas soluções alcalinas e ácidas muito concentradas que apesar do recolhimento segregado acabam fluindo para a estação de tratamento de efluentes; 3 Na etapa de coagulação, corte, homogeneização e drenagem do soro identifica-se outro ponto crítico, pois se utiliza grande volume de água para remover o soro e coágulos de queijo resultantes do processo. Este resíduo também é rico em matéria orgânica e acaba chegando a estação de tratamento de efluentes; 4 No final do expediente de trabalho é feita limpeza rigorosa de todos os equipamentos utilizados no processamento do queijo, incluindo mesas, prensas, formas, dessoradores e tanques. Também é feita a lavagem do piso na sala de produção. Nesta etapa utiliza-se elevada quantidade de água, pois o resíduos gerado é rico em sólidos do leite, coágulos de queijo, detergentes e desinfetantes; 5 No setor de embalagens de queijos também é realizada lavagem rigorosa dos equipamentos e do piso. Todos os efluentes gerados nas operações acima citadas direcionam-se para estação de tratamento de efluentes (ETE) diagramada na Figura 2. Os dados de caracterização dos efluentes aparecem na Tabela 2. Tabela 2. Caracterização dos efluentes brutos e tratados na indústria estudada Parâmetros P1 P2 P3 P4 SSMA/05/89* DQO 2193 1219 2082 496 200 mg O 2 L -1 DBO 5 940 540 1033 205 60 mg O 2 L -1 P Total 1,6 2,4 2,5 1,55 1 N Total 5,1 13 23 15 10 Sólidos Susp. 3220 274 97 20 70 Sólidos Sed. 0,5 0,3 0,1 < 0,1 1 Óleos e Graxas 1055 188 45 15 30 ph 7,1 5,7 5,1 7,5 6-9 * Secretaria de Saúde e Meio Ambiente do Rio Grande do Sul, portaria de 05de 1989. A Tabela 2 revela que os efluentes são biodegradáveis em todas as fases do trtamento, com relações DQO/DBO 5 na faixa de 2,1-2,3. Os parâmetros eutrofizantes fósforo e nitrogênio indicam necessidade de implantação de processos biológicos alternados óxico/anóxico para eficiente tratamento. Eficiência adicional para remoção de DQO também é requerida, o que com certeza seria obtido com a etapa de polimento para remoção dos agentes eutrofizantes, pois sivalos de oxidação ou sistemas óxicos/anóxicos alternados também removem DQO e DBO 5.
Efluente Geral Caixa Separadora 1 P1 Caixa Separadora 2 P2 Decantador P3 Lagoa Aerada P4 Descarte Figura 2. Fluxograma geral da estação de tratamento de efluentes (P1-P4 são os pontos de caracterização da Tabela 2) CONCLUSÕES Sugestões de médio e longo prazos (acima de 2 anos) podem direcionar as atividades da indústria de laticínios estudada para a produção mais limpa. Como medidas de médio prazo podem ser adotados os direcionamentos de vapor gerado no pasteurizador para a caldeira, diminuindo a elevada temperatura dos efluentes que chegam na ETE. Adicionalmente, a criação de circuito fechado de lavagem/tratamento/reuso de efluentes para lavagem dos caminhões tanque na plataforma de recepção, pode retirar da ETE coeficientes de carga poluentes significativos. Já as medidas de longo prazo dizem respeito a ETE. Os dados de caracterização da eficiência da ETE revelam a necessidade de melhorias nos parâmetros de DQO, nitrogênio e fósforo total. Inserir reator tipo UASB contribuiria para melhor remoção de DQO, sendo que, a integração posterior de valos de oxidação ou biofiltros aerados fariam o polimento final para adequar os parâmetros eutrofizantes e ainda recuperar nutrientes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. APHA/AWWA - American Public Health Association/American Water Works Association. American Public Health Association. Standard Methods for the Examination of water and wastewater, 20 a edithion, Washington, 1998. 2. BRIÃO, B., GRANHEN TAVARES, C. R. Prevenção da Poluição na Indústria de Laticínios. In: 22 0 Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Joinville/SC, 2003.
3. BRIÃO, V. B., GRANHEN TAVARES, C. R. e CALEFFI, R. D. Ultrafiltração para o tratamento de efluentes de laticínios. In: 23º. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande/MS, 2005. 4. BRIÃO, V. B., GRANHEN TAVARES, C. R Geração de efluentes na indústria de laticínios: atitudes preventivas e oportunidades. In: 23º. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande/MS, 2005. 5. CEDERBERG, C. A., MATTSSON, B. Life cycle assessment of milk production a comparison of conventional and organic farming Journal of Cleaner Production 8, 49 60, 2000. 6. DE OLIVEIRA R. K., DE NADAI ANDRIOLI, F. E BOLLMANN, H. A. Estruturação de um indicador de eco-eficiência para os fluxos de massa de processos industriais. In: 23º. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande/MS, 2005. 7. HOSPIDO, A., MOREIRA, M. T., FEIJOO, G. Simplified life cycle assessment of galician milk production International Dairy Journal 13, 783 796, 2003. 8. WASTEWATER. Vienna: UNIDO, 1999. Disponível on line no site UNIDO. http://www.unido.org/ssites/env/sectors/sectors23ab.html.