TRATAMENTO DE LATICÍNIOS.CERTO doc

MEC/SEMTEC INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA - IFMA CAMPUS – SÃO LUÍS / MARACANÃ

TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LATICÍNIOS E DERIVADOS

LEIDE DAIANA JOSÉ JÚNIOR  MONYCA PRISCILA ROSINERE BATISTA PATRICIA TENÓRIO

São Luís - MA 2009

MEC/SETEC INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA - IFMA CAMPUS – SÃO LUÍS / MARACANÃ

TRATAMENTO DE EFLUENTES DE LATICÍNIOS E DERIVADOS

 Trabalho apresentado para obtenção de nota do 4° Bimestre, na disciplina   Tratamento de Efluentes, ministrada pelo prof. Silvio Carlos Coêlho

São Luís - MA 2009 3

SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ............................................. .................................................................... .............................................. .........................................5 ..................5 1.1 Diagrama da produção de laticínios ................................................5 ................................................5 1.2 O Leite ............................................. .................................................................... .............................................. .........................7 ..7 2.0 COMPOSIÇÃO DOS EFLUENTE............................ EFLUENTE.................................................... .............................................1 .....................111 3.0 FASES DO TRATAMENTO ............................................................... ..................................................................................15 ...................15 3.1 O Efluente da Indústria de Laticínios................. Laticínios........................................ .............................20 ......20 CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................ FINAIS............................................................... .............................................. ..........................24 ...24 BIBLIOGRAFIA...................................... BIBLIOGRAFIA............................................................. .............................................. .............................................. .......................25 25

INTRODUÇÃO 4

As indústrias de laticínios geram efluentes industriais com grande concentração de matéria orgânica. Assim, a matéria orgânica constitui-se o principal poluente das águas residuárias de um laticínio. Segundo os órgãos de controle ambiental, é preciso tratar  esse esse eflu efluen ente te gera gerado do,, de mo modo do que, que, ao ser ser lanç lançad adoo em um corp corpoo d’ág d’água ua,, não não desequilibre as características deste. O emprego das lagoas de estabilização tem se cons consag agra rado do no trat tratam amen ento to dest destee ti tipo po de eflu efluen ente te,, pois pois além além do baix baixoo cust custoo de implantação e manutenção, mostra-se muito eficaz na remoção da matéria orgânica. Pode-se avaliar a eficiência do emprego das lagoas de estabilização no tratamento de eflue efluente ntes, s, atrav através és da efici eficiên ência cia de remoç remoção ão da matéri matériaa orgân orgânica ica.. Esta Esta pode pode ser  cara caract cter eriz izad adaa pelo peloss parâ parâme metr tros os como como DBO, DBO, DQO, DQO, sóli sólido doss tota totais is e sóli sólido doss sedim sediment entáve áveis is,, O siste sistema ma de trata tratamen mento to de efluen efluente te consta consta de um pré-tr pré-trat atame ament ntoo composto por grades (para remoção de sólidos grosseiros) e separador de gordura, seguido pelo tratamento propriamente dito através das lagoas de estabilização. As unidades de beneficiamento apresentam detalhes e diferenças entre processos,  procedimentos e produtos. Um esquema geral pode ser resumido conforme apresentado na Figura 1.

Fig. 1. Diagrama geral da produção de laticínios

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  Nas indústrias de laticínios, qualquer etapa do processamento gera grandes volumes de efluentes (“águas brancas”), devido ao processo de higienização. Esta água de proc proces esso so,, a qual qual cont contém ém fraç fraçõe õess dilu diluíd ídas as de prod produt utos os láct lácteo eos, s, cont contri ribu buem em significativamente significativamente para as perdas não acidentais de leite ou de produtos lácteos e para a  produção total do efluente o volume de efluente gerado pelas usinas de beneficiamento de leite varia de acordo com cada processo e produto produzido. produzido. Contud Contudo, o, o coefi coefici cient entee médio médio util utiliza izado do para para projet projetoo e estim estimati ativa vass para para a indústria brasileira de laticínios é de um litro de efluente gerado para cada litro de leite  produzido ou processado, o que representa, em nível de produção nacional, a emissão de 24 bilhões de litros de água residual. A operação de higienização das indústrias de laticínios tem como objetivo   primo primordi rdial al a remoçã remoçãoo de resíd resíduos uos orgâni orgânicos cos e mi miner nerai aiss aderid aderidos os às superf superfíci ícies, es, constituídos principalmente por proteínas, gorduras, carboidratos e minerais. Em geral, a higienização dos laticínios utiliza o sistema de limpeza “Cleaning In Place” (CIP). O Sistema Brasileiro de Respostas Técnicas – SBRT (2007) descreve as etapas que envolvem o sistema CIP de limpeza, conforme o fluxograma ilustrado na Figura 2.

Fig. 2. Fluxograma da limpeza CIP

O reuso e o reciclo de efluentes surge como uma alternativa para a minimização do lanç lançame amento nto de eflue efluente ntes, s, evita evitando ndo a sobre sobrecar carga ga nos siste sistemas mas de trata tratamen mento to e servindo como uma ferramenta na redução de custos. O concentrado obtido (carga orgânica) pode ser reaproveitado, uma vez que a legislação vigente permite a adição de sólid sólidos os de orige origem m láctea láctea como como ing ingred redie iente nte de vários vários produt produtos os lácte lácteos os com baixa baixa 6

umidad umi dade, e, adici adiciona onados dos de sacaro sacarose, se, como como por exempl exemplo, o, o doce doce de leit leitee e o leit leitee condensado. A Figura 3 ilustra o processo integrado para a redução da carga poluidora nos efluentes de laticínios.

Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na fase. fase. A adiçã adiçãoo de sólido sólidoss de origem origem láct láctea ea é permi permiti tida da pela pela legi legisla slação ção brasi brasilei leira ra (BRASIL,1997) e já vem sendo executada comercialmente por algumas empresas do ramo,utilizando-se, entretanto, o leitelho (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. Somente o efluente do enxágüe inicial seria aproveitado para ser inserido em subprodutos, pois os enxágües posterior e carregam consigo os resíduos de hidróxido de sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas  para a limpeza CIP do sistema. Além disso, uma etapa de pasteurização pasteurização após a filtração filtração torna-se necessária, uma vez que, se o resíduo for proveniente de um tanque de leite in natura,

este efluente possui ainda grande carga microbiana, garantindo também a

 possibilidade de um armazenamento temporário do concentrado. 1.1 O LEITE Historicamente, acredita-se que o homem passou a consumir leite de origem animal há cerca de 20.000 a.C. Este fato foi concluído através de desenhos rupestres encontrados na Ásia, nos quais cabras aparecem como objeto da alimentação. A peça conhecida como Friso dos ordenhadores, datada de 3100 a.C. encontrada em Tell Ubaid (atual Iraque), é o primeiro registro concreto da utilização utilização do leite como alimento. Nesta são constatadas a ordenha e também a filtragem do leite. Já os etruscos, por volta de 400 a.C. utilizavam o leite de cabras e carneiros para fazer diferentes tipos de queijos. 7

Acredita-se que o leite bovino veio ser aproveitado somente no século V na Europa após as invasões bárbaras e a queda do império romano. Atualmente, Atualmente, é utilizado utilizado para dois fins: 1) para alimentação em forma liquida, chamando- se de leite “in natura” e 2) como matéria-prima industrial, sendo fundamental na produção de vários produtos lácteos. O leite forma-se a partir dos elementos do sangue. A água passa direto por  filtração. Os aminoácidos e ácidos graxos, a lactose e alguns minerais passam por   processos bioquímicos e transformações que ocorrem dentro da mama sintetizando a  proteína, a gordura, a lactose e minerais do leite. É necessário um fluxo sanguíneo de 400 a 800 litros de plasma para se formar 1 litro de leite. O leite já formado é um composto protéico líquido dividido em duas fases de diferentes graus de dispersão. A fase continua consiste de fase aquosa de lactose, sais minerais e orgânicos, proteínas, enzimas de compostos aromáticos, aromáticos, hidratos de carbono, vitaminas e pigmentos. Já a fase descontinua é constituída por um complexo de caseínafosfa fosfato to de cálc cálcio, io, gordur gorduraa e materi material al celul celular. ar. Em média média,, consi consider dera-s a-see a seguin seguinte te composição para o leite: água 87,28%; lactose 4,75%; gordura 3,72%; proteína 3,15%; cinzas 0,715%; matéria seca com gordura 8,61% e matéria-seca total 12,3% . A coloração varia de branco-opaco ao branco amarelado. Atribui-se a cor a dois  pigmentos: a carotina, relacionada á vitamina A dissolve-se na gordura e ao lactocromo, lactocromo, solúvel em água, é também conhecido como lactoflavina. Os compostos protéicos mais significativos do leite são a caseína, a lactoalbumina, a lactoglobulina e a aposolina. Dentro do grupo dos hidratos de carbono, a lactose é a que se apresenta em maior  quan quanti tida dade de e pode pode ser ser conv conver erti tida da em acid acidoo láct láctic icoo atra atravé véss da ação ação de cert certos os microorganismos, como bactérias do grupo láctico, havendo também fermentação e  precipitação da caseína. A gordura do leite é representada por glicerídeos e as vitaminas presentes são a A, B, B2, C e D. Rica em energia, a gordura serve de transporte para as vitaminas lipossolúveis: A, D, E e K. Está sob forma de emulsão. As vitaminas (micronutrientes) assim como as enzimas e as hormonas são consideradas biocatalizadores. Encontram-se dissolvidas na fase aquosa ou ligadas ás  proteínas (em especial as caseínas) ou na fase lipídica. O hormônio mais importante no leite leite é a prola prolact ctina ina.. Proce Processo ssoss de desnat desnataçã açãoo ou tratam tratament entos os térmi térmicos cos retira retiram m as vitaminas do fluído. 8

O glóbulo de gordura é rodeado por uma membrana protéica da qual se isolam duas frações: uma solúvel e outra insolúvel em solução aquosa. A matéria gorda é cons consti titu tuíd ídaa por por cerc cercaa de 99,5 99,5% % de comp compos osto toss li lipí pídi dico coss e 0,5% 0,5% de comp compos osto toss lipossolúveis. Os primeiros, subdividem-se em lipídeos simples, complexos e ácidos graxos livres. A fração insolúvel são constituídos constituídos por colesterol, colesterol, vários hidrocarbonetos, hidrocarbonetos, o grupo das vitaminas lipossolúveis e alguns álcoois. A gordura do leite tem valor  comerc comercia ial,l, uma vez que é o princ principa ipall consti constitui tuint ntee da mante manteiga iga,, algun algunss queij queijos os e confecção de sobremesas geladas. Já os sais encontram-se em dissolução (moléculas e íons) ou no estado coloidal e apresentam-se através dos fosfatos de cálcio, de sódio, de magnésio e de ferro, cloreto de sódio e de potássio, carbonatos, lactados lactados e caseinatos caseinatos de sódio, sulfato e silicato de potássio e fluoreto de cálcio. O cálcio e o fósforo são dois elementos fundamentais da estrutura da micela das caseínas, condicionam a estabilidade da fase coloidal. Também o magnésio é um elemento muito importante que intervêm igualmente igualmente como o cálcio na estabilidade estabilidade da micela. A quantidade de nutrientes varia de acordo com a origem do leite, como vaca, cabra, bufada ou ovelha. Existem alguns oligoelementos, componentes necessários no organismo, mas em  pequenas quantidades, presentes em quantidades mínimas ou simples vestígios, cujos teores podem variar muito, segundo condições de produção de leite. Os principais oligoelementos são: zinco, iodo, ferro, molibdênio, flúor, selênio, cobalto e magnésio. Encontram-se também no leite microrganismos como bactérias, vírus, fungos e leveduras. Quando submetidos a processos de pasteurização ou UHT (Ultra Hight Temperature) Temperature) os microorganismos são eliminados e repostos (fermentos) quando o leite é utilizado para produção de produtos fermentados como queijos e iogurtes. Nestes casos, os microrganismos ajudam a melhorar aroma, sabor e na conservação destes  produtos. A utilização de água pela indústria pode ocorrer de diversas formas, tais como: incorporação ao produto; lavagens de máquinas, tubulações e pisos; águas de sistemas de resfriamento e geradores de vapor; águas utilizadas diretamente nas etapas do  processo industrial ou incorporadas aos produtos; esgotos sanitários dos funcionários. Exce Exceto to pelo peloss volu volume mess de água águass inco incorp rpor orad ados os aos aos prod produt utos os e pela pelass perd perdas as por  por  evaporação, as águas tornam-se contaminadas por resíduos do processo industrial ou  pelas perdas de energia térmica, originando assim os efluentes líquidos. Os efluentes líquidos ao serem despejados com os seus poluentes característicos causam a alteração de qualidade nos corpos receptores e conseqüentemente a sua poluição (degradação). 9

Historicamente Historicamente o desenvolvimento desenvolvimento urbano e industrial ocorreu ao longo dos rios devido à disponibilidade de água para abastecimento e a possibilidade de utilizar o rio como corpo receptor dos dejetos. A poluição hídrica pode ser definida como qualquer  alteração física, química ou biológica da qualidade de um corpo hídrico, capaz de ultrapassar os padrões estabelecidos para a classe, conforme o seu uso preponderante. Considera-se a ação dos agentes: físicos materiais (sólidos em suspensão) ou formas de energia (calorífica e radiações); químicos (substâncias dissolvidas ou com potencial solubilização); biológicos (microorganismos). Os eflue efluente ntess indus industri triais ais dos dos lati laticí cínio nioss são oriund oriundos os das div divers ersas as etapa etapass de lavagens de pisos e equipamentos que arrastam resíduos de leite e seus derivados incluindo também produtos de limpeza. A qualidade dos efluentes varia em função dos  produtos industrializados industrializados (resfriamento e ensacamento, ensacamento, fabricação de queijos, yogurtes, manteiga, requeijão, leite em pó, etc.), capacidade de produção, “lay-out” industrial, tecnologia utilizada para a higienização das instalações e qualidade do leite utilizado. A minimização da geração de efluentes pode ser conseguida desde que sejam utili uti liza zadas das membra membranas nas filt filtran rante tess com reuso reuso de água água e incor incorpor poraç ação ão do rejei rejeito to na  produção industrial. industrial. O tratamento tratamento dos efluentes efluentes gerados pode ser conseguido através de diversos tipos de processos tais como; •

Preliminar (separação de gorduras, utilizando-se caixas de gordura); Primário: Primário: flotação com o auxílio da coagulação química para a remoção de •

gorduras. •

Secundário (lodos ativados, biodigestor, ou lagoas).

É fundamental o aproveitamento do soro do leite, que não deve ser descartado para o efluente. Os efluentes brutos apresentam uma rápida alteração do pH devido à fermentação láctica, o que deve ser considerado em relação aos materiais empregados na execução do sistema de tratamento.Os efluentes tratados apresentam concentrações inferiores a 10 mg O2 relação a DQO. Isto demonstra a excelente biodegradabilidade dos efluentes pois / L no na indústria de laticínios pode-se obter DQO superiores a 7.000 mg O2 efluente bruto. A  poluição origina-se devido a perdas de energia, produtos e matérias primas, ou seja, devido à ineficiência dos processos industriais. O ponto fundamental é compatibilizar a produção industrial com a conservação do meio ambiente que nos cerca. Somente a utilização de 10

técnica de controle não é suficiente, mas é importante a busca incessante da eficiência industrial, sem a qual a indústria torna-se obsoleta e é fechada pelo próprio mercado. A eficiência industrial é o primeiro passo para a eficiência ambiental. A poluição pelos efluentes líquidos industriais deve ser controlada inicialmente pela redução de perdas nos  processos, incluindo a utilização de processos mais modernos, arranjo geral otimizado, redução do consumo de água incluindo as lavagens de equipamentos e pisos industriais, redução de perdas de produtos ou descarregamentos desses ou de matérias primas na rede coletora. A manutenção também é fundamental para a redução de perdas por vazamentos vazamentos e desperdício de energia. Além da verificação da eficiência do processo deve-se questionar  se este é o mais moderno, considerando-se a viabilidade técnica e econômica. Após a otimização do processo industrial, as perdas causadoras da poluição hídrica devem ser  controladas utilizando-se sistemas de tratamento de efluentes líquidos. 2.0

Composição dos efluentes de laticínios

O eflu efluen ente te gera gerado do na higi higien eniz izaç ação ão comp compõe õe um li lico corr rico rico em gord gordur uras as,, carboidratos carboidratos (lactose, principalmente) principalmente) e proteínas (caseínas, principalmente) principalmente) que passam a ser contaminantes contaminantes se lançado diretamente em corpos receptores. Os poluentes inorgânicos, em especial nitrogênio e fósforo, são gerados em grande quantidade em processadoras de laticínios, uma vez que o leite possui cerca de 3% de proteínas e 1.000 mg/L de fósforo. Embora essenciais como nutrientes para tratamen tratamentos tos biol biológic ógicos, os, quando quando em excesso excesso,, ocasion ocasionam am extrapol extrapolaçõe açõess do efluente efluente gerado, o que pode vir a causar a eutrofização dos rios. O valor característico da DQO   para efluente industrial de laticínio é de aproximadamente de 2 g/L3 Cenário do emprego da filtração tangencial em efluentes de laticínios   Na Na indú indúst stri riaa de lati laticí cíni nios os,, os proc proces esso soss de sepa separa raçã çãoo com com memb membra rana nass apresentam um grande potencial para o tratamento de efluentes, efluentes, visto que seria possível atingir a redução da carga orgânica. O reuso e o reciclo de efluentes surge como uma alternativa para a minimização do lançamento de efluentes, evitando a sobrecarga nos sistemas de tratamento e servindo como uma ferramenta na redução de custos. O concentrado obtido (carga orgânica) pode ser reaproveitado, uma vez que a legislação vigente permite a adição de sólidos de origem láctea como ingrediente de vários  produtos lácteos com baixa umidade, adicionados de sacarose, como por exemplo, o doce de leite e o leite condensado. 11

A Figura ilustra o processo integrado para a redução da carga poluidora nos efluentes de laticínios.

Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na fase. Uma membrana é uma fase permeável ou semipermeável, semipermeável, freqüentemente um fino  polímero sólido que restringe o movimento de certas espécies. A aplicação de processos com membranas tem sido motivada pelas vantagens que os mesmos apresentam em relaç relação ão às operaç operações ões cláss clássica icas. s. As princ principa ipais is vanta vantage gens ns são que esses esses proce processo ssoss geralmente são atérmicos, não envolvem mudança de fase, não necessitam de aditivos químicos, são simples em conceito e operação, são modulares e apresentam facilidade   para realização de ampliação de escala, necessitam de baixo consumo de energia, apresentam um uso racional de matérias primas e recuperação de subprodutos. subprodutos. As principais limitações da tecnologia de membranas são a fragilidade das membranas e a deposição de substâncias na sua superfície. O uso de pressões elevadas, como no caso da osmose inversa, as paradas para limpezas e as limitações práticas do níve nívell máxi máximo mo de conc concen entr traç ação ão a ser ser atin atingi gido do tamb também ém pode podem m ser ser cita citado doss como como desvantagens desvantagens do processo. A osmose reversa (ou osmose inversa) é um processo de remoção de água por  alta pressão, para concentração de soluções com componentes componentes de baixo peso molecular, ou clarificação de efluentes, com alta eficiência energética, que objetiva a separação de solutos iônicos, (orgânicos e inorgânicos) e macromoléculas de correntes aquosas e utiliza alimentação tangencia. A ultrafiltração é um processo de separação seletiva 12

utilizado para concentrar e purificar componentes de peso molecular médio a alto, tais como proteínas lácteas, carboidratos e enzimas. A nanofiltração é um processo de filtração entre ultrafiltração e osmose inversa que proporciona separações altamente específicas de componentes com baixo peso molecular, tais como açúcares de minerais dissolvidos e sais. A microfiltração é um processo de separação de componentes em suspensão com alto peso molecular e de compostos coloidais coloidais gerados pela dissolução de sólidos, em baixas pressões. O fracionamento do efluente de laticínios em permeado e rejeito abre a hipótese  para uso das duas correntes. O permeado apresenta uma concentração moderada de matéria orgânica (basicamente lactose, elevando a DQO), dificultando sua aplicação.  No entanto, o enxágue inicial, que visa à remoção grosseira, poderia ser testado com esta corrente, com o permeado poderia reduzir o volume de água fresca utilizada para o enxágü enxágüee poste posterio rior. r. Embora Embora a util utiliza ização ção de membra membranas nas seja seja passív passível el de remoç remoção ão microbiológica, há o risco da recontaminação, uma vez que o permeado ainda contém uma considerável concentração de açúcares (lactose). Uma reutilização imediata seria necessária para evitar tais problemas. De qualquer modo, o sistema teria ainda como garantias a limpeza CIP, que visa à remoção de matéria orgânica, sais minerais, e também a descontaminação descontaminação microbiológica (ou sanitização), sanitização), se necessária. necessária.  Na indústria de laticínios, uma promissora alternativa seria a aplicação deste concentrado, rico em proteínas e gorduras, em subprodutos lácteos, substituindo-se  parcialmente a matéria prima por este concentrado. A adição de sólidos de origem láctea é permi permiti tida da pela pela legis legisla lação ção brasil brasilei eira ra (BRASI (BRASIL, L, 1997) 1997) e já vem sendo sendo execut executada ada comercialmente por algumas empresas do ramo, utilizando-se, entretanto, o leitelho (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. Some So ment ntee o eflu efluen ente te do enxá enxágu guee inic inicia iall seri seriaa apro aprove veit itad adoo para para ser ser inse inseri rido do em subprodutos, subprodutos, pois os enxágues posteriores carregam consigo os resíduos de hidróxido de sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas para a limpeza CIP do sistema. Além disso, uma etapa de pasteurização após a filtração torna-se necessária, uma vez que, se o resíduo for proveniente de um tanque de leite in natura, este efluente possui ainda grande carga microbiana, garantindo também a possibilidade de um armazenamento temporário do concentrado. concentrado. Vantagens ambientais ambientais e econômicas econômicas para a recuperação dos compostos solúveis e suspensos nos efluentes de laticínios A redução do volume lançado e a minimização 13

da carga do efluente da indústria de laticínios podem ser abordadas com duplo foco. O   primeiro se refere à redução do consumo de água, a qual é obtida por meio da  prevenção. A segunda abordagem é realizada com o tratamento “in plant”, na qual  processos são instalados em complementação aos tradicionais, buscando remover a carga orgânica do efluente e recuperando um concentrado para a reutilização. Considerando o volume de produção de uma indústria de laticínios de grande  porte do Rio Grande do Sul, que possui um valor de 571.725 T/dia para a produção de leite UHT brik, 93.344 T/dia para a produção de leite UHT garrafa e 15.622 T/dia para a  produção de creme brik e lata, o volume de efluente gerado e encaminhado para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) será de aproximadamente aproximadamente 680.000 L/dia. Assu Assumi mind ndoo que que cerc cercaa de 80% 80% dest destee volu volume me de eflu efluen ente te prod produz uzid idoo seja seja  proveniente do processo de higienização (CIP) e, destes, 80% sejam provenientes da etapa de pré enxágüe, logo o volume de efluente que seria retirado da ETE seria de aproximadamente 435.200 L/dia. O fluxo da corrente de permeado obtido para o processo de osmose inversa para águas residuárias obtidas pelo primeiro enxágüe -2 -1 h . Sendo assim, seria possível assumir, para o dos equipamentos foi de 30 kg.m volume de 435.200 L/dia de água residu residuári áriaa proven provenie iente nte do primei primeiro ro enxágü enxágüee dos equip equipame amento ntos, s, que o vol volume ume de  permeado gerado após o processo de osmose inversa seria de aproximadamente 130.500 L/dia e o volume de rejeito contendo os sólidos solúveis de aproximadamente 304.700 L/dia. A caracterização das correntes de permeado e rejeito torna-se indispensável para seu posterior reuso nos processos industriais. A aplicação de qualquer corrente com contaminação contaminação proveniente dos processos de filtração filtração ou armazenamento, armazenamento, mesmo após a  pasteurização, teria conseqüências desastrosas após o consumo humano dos produtos subseqüentes. Assim, os parâmetros microbiológicos, que são conhecidos através da literatura e da legislação, devem ser respeitados respeitados através de procedimentos procedimentos adequados de manipulação e de operações com as correntes obtidas para que o retorno destas ao  processo industrial seja possível. Além Além dos parâme parâmetro tross mi micro crobio biológ lógic icos, os, é de ind indisp ispens ensáv ável el conhe conheci cime mento nto a cara caract cter eriz izaç ação ão dos dos comp compon onen ente tess dest destas as duas duas corr corren ente tess para para a adeq adequa uaçã çãoo no  processamento. Segundo dados, é possível reintroduzir a corrente do permeado como água de processo com fins não compatíveis ao consumo humano, ou seja, para lavagens 14

de piso, caminhões, ou como água de caldeira ou resfriamento. Já a corrente do rejeito, apresent apresentaa caracte característi rísticas cas que concedem concedem sua reintrod reintrodução ução no processo processo para fins de consumo humano. Analisando os dados apresentados, referentes à água resultante, de acordo com as características físico-químicas, esta não necessitaria passar pela estação de tratamento de efluentes, sendo inclusive passível de utilização direta na indústria: lavagem de caminhões, pisos e sanitários. A reinserção de aproximadamente 130.500 L /dia de água residuária recuperada no   proce processo sso ind indust ustria rial,l, consi consider derand andoo o vol volume ume de eflue efluente nte gerad geradoo pela pela indús indústri triaa de laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que é de aproximadamente 680.000 L/dia, acarretaria em grande economia no consumo de água pela indústria e intensa diminuição diminuição do impacto ambiental ambiental que seria causado tanto pela entrada desta quantidade de água contendo sólidos solúveis orgânicos no meio ambiente, quanto pela retirada deste volume dos mananciais e lençóis d'água, que poderiam ser preservados.

3.0 FASES FASES DO TRATAMENT TRATAMENTO O 15

  No total, o tratamento dos resíduos industriais é dividido em 5 etapas: prétratamento, tratamento químico, tratamento físico, tratamento anaeróbio e desidratação do resíduo gerado na ETE, ou tratamento tratamento do lodo. O Pré-tratamento cons consis iste te na remo remoçã çãoo de arei areiaa e gord gordur uraa por por meio meio de gradeamento. Todo o despejo gerado na fábrica vai para a estação de tratamento, onde  passa por uma peneira estática que separa e elimina a parte composta por materiais sólidos de maiores dimensões. O tanque separador de areia e gordura remove sólidos  pesados de pequenas dimensões pelo processo de sedimentação com ar comprimido —  sistema Air-Lift — e materiais graxos pelo processo de flotação, utilizando utilizando um raspador  mecânico. O efluente isento de areia e material graxo verte, então, para o tanque de equalização,onde se inicia o processo químico.

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 No Tratamento químico, químico, o tanque de equalização garante que a mistura dos efluentes provenientes do processo industrial seja homogênea quanto às características físico-químicas. O efluente equalizado contém partículas pequenas de baixo peso e  partículas coloidais. Para que possam ser removidas no processo físico, elas devem aglomerar-se e os flocos tornarem-se espessos.

,

Para Para tant tanto, o, pass passam am para para o tanque tanque de flocul floculaçã açãoo, onde onde são adici adiciona onados dos reagentes químicos (Polieletrolito, Cloreto Férrico, Ácido Sulfúrico e Soda Cáustica) cujas dosagens são obtidas por meio de ensaios laboratoriais. laboratoriais. Com o objetivo de retirar, de forma contínua, os materiais em suspensão, no Tratamento físico o efluente vai para um tanque de flotação. Lá recebe micro-bolhas de ar por meio de um balão de  pressurização para diminuir a densidade dos materiais em suspensão (lodo), que vão à superfície superfície e de onde são retirados por um sistema de lâminas raspadoras.

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O efluente tratado verte para uma canaleta, de onde parte para a rede de esgotos, com as características características exigidas pelo Artigo 19A.

A segunda fase do processo é o Tratamento Anaeróbio, Anaeróbio, Por meio de um Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente, Ascendente, um tanque com bactérias anaeróbias, a matéria orgânica contida nos efluentes líquidos serve de alimento aos microorganismos e são assim “digeridas” pela transformação anaeróbia. A finalidade da digestão de efluentes líquidos é reduzir a matéria orgânica complexa presente nos mesmos, para transformá-la em um estado mais estável.

Tipo de tratamento – Reator anaeróbico de fluxo ascendente, unitank (conjunto de tanques de aeração e clarificação) com polimento final;

A última fase é a Desidratação do resíduo gerado na ETE, ou desidratação do lodo, por meio de centrifugação. Todo lodo gerado no processo de flotação é adensado em uma centrífuga horizontal, que o separa do efluente clarificado. A torta desidratada é 18

recolhida em caçambas e encaminhada encaminhada ao aterro industrial. industrial. De acordo com o químico, o tratamento do efluente faz com que 97% dos poluentes sejam eliminados antes que o despejo industrial industrial chegue à rede pública, onde será tratado mais uma vez para, então, ser   jogado no Rio Tietê. Ou seja, as 4,5 toneladas de resíduos tratados diariamente resultam em 144 quilos de resíduos que são dispostos no aterro industrial . Esse resíduo pertence à classe 2, de acordo com a classificação da NBR 10.004, ou seja, resíduo não inerte e não perigoso. Os investimentos na Estação de Tratamento de Efluentes, em suas duas fases, alcançaram a cifra dos US$ 3,5 milhões, dos quais US$ 2 milhões provenientes de recursos próprios e US$ 1,5 milhão financiados financiados pelo Banco Mundial, por intermédio do Banespa. Parte desta verba foi utilizada na construção dos oito tanques da estação, os quais foram construídos em concreto armado e revestidos com fibras e aplicações químicas de impermeabilizantes e materiais resistentes a ácido e soda.

Os processos com membrana surgiram como uma nova classe de processos de separação que utiliza membranas como uma barreira seletiva, que separa duas fases, restringindo total ou parcialmente o transporte de uma ou várias espécies presentes na fase . Uma membrana é uma fase permeável ou semipermeável, freqüentemente freqüentemente um fino  polímero sólido que restringe o movimento de certas espécies. A aplicação de processos com membranas tem sido motivada pelas vantagens que os mesmos apresentam em relaç relação ão às operaç operações ões cláss clássica icas. s. As princ principa ipais is vanta vantage gens ns são que esses esses proce processo ssoss geralmente são atérmicos, não envolvem mudança de fase, não necessitam de aditivos químicos, são simples em conceito e operação, são modulares e apresentam facilidade 19

  para realização de ampliação de escala, necessitam de baixo consumo de energia, apresentam um uso racional de matérias primas e recuperação de subprodutos . As principais limitações da tecnologia de membranas são a fragilidade das membranas e a deposição de substâncias na sua superfície. O uso de pressões elevadas, como no caso da osmose inversa, as paradas para limpezas e as limitações práticas do níve nívell máxi máximo mo de conc concen entr traç ação ão a ser ser atin atingi gido do tamb também ém pode podem m ser ser cita citado doss como como desva desvanta ntagen genss do do proce processo sso..

A osmose osmose reversa reversa (ou osmose osmose invers inversa) a) é um proces processo so de

remoção de água por alta pressão, para concentração de soluções com componentes de  baixo peso molecular, ou clarificação de efluentes, com alta eficiência energética, que objetiva a separação de solutos iônicos, (orgânicos e inorgânicos) e macromoléculas de correntes aquosas e utiliza alimentação tangencia. A ultrafiltração é um processo de separação seletiva utilizado para concentrar e purificar componentes de peso molecular  médio a alto, tais como proteínas lácteas, carboidratos e enzimas. A nanofiltração é um  processo de filtração entre ultrafiltração e osmose inversa que proporciona separações altamente específicas específicas de componentes com baixo peso molecular, molecular, tais como açúcares de mine mi nera rais is diss dissol olvi vido doss e sais sais.. A mi micr crof ofil iltr traç ação ão é um proc proces esso so de sepa separa raçã çãoo de componentes em suspensão com alto peso molecular e de compostos coloidais gerados  pela dissolução de sólidos, em baixas pressões. O fracionamento do efluente de laticínios em permeado e rejeito abre a hipótese  para uso das duas correntes. O permeado apresenta uma concentração moderada de matéria orgânica (basicamente lactose, elevando a DQO), dificultando sua aplicação.  No entanto, o enxágue inicial, que visa à remoção grosseira, poderia ser testado com esta corrente, com o permeado poderia reduzir o volume de água fresca utilizada para o enxágü enxágüee poste posterio rior. r. Embora Embora a util utiliza ização ção de membra membranas nas seja seja passív passível el de remoç remoção ão microbiológica, há o risco da recontaminação, uma vez que o permeado ainda contém uma considerável concentração de açúcares (lactose). Uma reutilização imediata seria necessária para evitar tais problemas. De qualquer modo, o sistema teria ainda como garantias a limpeza CIP, que visa à remoção de matéria orgânica, sais minerais, e também a descontaminação descontaminação microbiológica (ou sanitização), sanitização), se necessária. necessária. 3.1 O EFLUENTE DA INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS Na indústria de laticínios, uma promissora alternativa seria a aplicação deste concentrado, rico em proteínas e gorduras, em subprodutos lácteos, substituindo-se 20

 parcialmente a matéria prima por este concentrado. A adição de sólidos de origem láctea é permi permiti tida da pela pela legis legisla lação ção brasil brasilei eira ra (BRASI (BRASIL, L, 1997) 1997) e já vem sendo sendo execut executada ada comercialmente por algumas empresas do ramo, utilizando-se, entretanto, o leitelho (soro resultante do batimento da manteiga) ou mesmo o soro de queijo para esse fim. Some So ment ntee o eflu efluen ente te do enxá enxágu guee inic inicia iall seri seriaa apro aprove veit itad adoo para para ser ser inse inseri rido do em subprodutos, subprodutos, pois os enxágues posteriores carregam consigo os resíduos de hidróxido de sódio ou ácido nítrico, soluções estas utilizadas para a limpeza CIP do sistema. Além disso, uma etapa de pasteurização após a filtração torna-se necessária, uma vez que, se o resíduo for proveniente de um tanque de leite in natura, este efluente possui ainda grande carga microbiana, garantindo também a possibilidade de um armazenamento temporário do concentrado. concentrado. Vantagens ambientais ambientais e econômicas econômicas para a recuperação dos compostos solúveis e suspensos nos efluentes de laticínios A redução do volume lançado e a minimização da carga do efluente da indústria de laticínios podem ser abordadas com duplo foco. O   primeiro se refere à redução do consumo de água, a qual é obtida por meio da  prevenção. A segunda abordagem é realizada com o tratamento “in plant”, na qual  processos são instalados em complementação aos tradicionais, buscando remover a carg cargaa orgâ orgâni nica ca do eflu efluen ente te e recu recupe pera rand ndoo um conc concen entr trad adoo para para a reut reutil iliz izaç ação ão.. Considerando o volume de produção de uma indústria de laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que possui um valor de 571.725 T/dia para a produção de leite UHT  brik, 93.344 T/dia para a produção de leite UHT garrafa e 15.622 T/dia para a produção de creme brik e lata, o volume de efluente gerado e encaminhado para a Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) será de aproximadamente 680.000 L/dia. Assumindo que cerca de 80% deste volume de efluente produzido seja proveniente do processo de higienização (CIP) e, destes, 80% sejam provenientes da etapa de pré-enxágüe, logo o volume de efluente que seria retirado r etirado da ETE seria de aproximadamente 435.200 L/dia. O fluxo da corrente de permeado obtido para o processo de osmose inversa para águas residuárias obtidas pelo primeiro enxágüe -2 -1 h . Sendo assim, seria possível assumir, para o dos equipamentos foi de 30 kg.m volume de 435.200 L/dia de água residu residuári áriaa proven provenie iente nte do primei primeiro ro enxágü enxágüee dos equip equipame amento ntos, s, que o vol volume ume de  permeado gerado após o processo de osmose inversa seria de aproximadamente 130.500 L/dia e o volume de rejeito contendo os sólidos solúveis de aproximadamente 304.700 L/dia. A caracterização das correntes de permeado e rejeito torna-se indispensável para 21

seu posterior reuso nos processos industriais. A aplicação de qualquer corrente com contaminação contaminação proveniente dos processos de filtração filtração ou armazenamento, armazenamento, mesmo após a  pasteurização, teria conseqüências desastrosas após o consumo humano dos produtos subseqüentes. Assim, os parâmetros microbiológicos, que são conhecidos através da literatura e da legislação, devem ser respeitados respeitados através de procedimentos procedimentos adequados de manipulação e de operações com as correntes obtidas para que o retorno destas ao   pro proce cess ssoo indu indust stri rial al seja seja poss possív ível el.. Além Além dos dos parâ parâme metr tros os mi micr crob obio ioló lógi gico cos, s, é de indispensável conhecimento a caracterização dos componentes destas duas correntes  para a adequação no processamento. Segundo dados, é possível reintroduzir a corrente do permeado como água de processo com fins não compatíveis compatíveis ao consumo humano, ou seja, para lavagens de piso, caminhões, ou como água de caldeira ou resfriamento. Já a corrente do rejeito, apresenta características que concedem sua reintrodução no processo  para fins de consumo humano. Analisando os dados apresentados, referentes à água resultante, resultante, de acordo com as características físico-químicas, físico-químicas, esta não necessitaria necessitaria passar   pela estação de tratamento de efluentes, sendo inclusive passível de utilização direta na indústria: lavagem de caminhões, pisos e sanitários.

A reinserção de aproximadamente 130.500 L /dia de água residuária recuperada no processo industrial, considerando o volume de efluente gerado pela indústria de laticínios de grande porte do Rio Grande do Sul, que é de aproximadamente 680.000 L/dia, acarretaria em grande economia no consumo de água pela indústria e intensa diminuição diminuição do impacto ambiental ambiental que seria causado tanto pela entrada desta quantidade 22

de água contendo sólidos solúveis orgânicos no meio ambiente, quanto pela retirada deste volume dos mananciais e lençóis d'água, que poderiam ser preservados.

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Considerações finais Os setores para produção de laticínios apresentam um grande potencial potencial poluidor, a produção de laticínios tanto na forma fluida quanto na forma de produtos secos apresentaram riscos ambientais se não avaliados e tratados devidamente. Os programas  preventivos podem reduzir a emissão do volume e da carga de efluentes, minimizando custos com o tratamento e podendo haver benefícios econômicos com a recuperação de sólidos do leite e adaptação de processos para o reuso ou reciclo de águas. Variados tipos de ações podem constituir atitudes preventivas para o setor de laticínios, desde a instalação instalação de um simples tanque para o recebimento do primeiro enxágüe ou até mesmo a inserção de tecnologias emergentes como sistemas de separação por membranas. Em contrapartida, os custos também são variados, podendo representar barreiras para a minimização de efluentes que são levados ao tratamento de fim de tubo. A util utiliza izaçã çãoo do permea permeado do e conce concentr ntrado ado obt obtido ido como como água água de proce processo sso e   produção produção de produtos produtos lácteos lácteos açucarad açucarados, os, respecti respectivame vamente, nte, são capazes capazes de atender  atender   padrão físico químicos de identificação e qualidade exigidos pela Legislação. Isso é de grande interesse para a obtenção de retorno econômico para a indústria, pois há diminuição do consumo de água e substituição parcial ou venda de matéria prima e diminuiç dimi nuição ão do impacto impacto ambienta ambiental,l, com a mini minimiza mização ção do lançamen lançamento to de resíduos resíduos orgânicos com alta carga poluidora. Contudo, qualquer intenção de implementação industrial de um sistema desse porte exige uma análise econômica mais apurada.

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BIBLIOGRAFIA http://www.enasaengenharia.com.br/tratamento-efluentes-industrialaticinios.php http://www.pracomprar.com/userfiles/pracomprar_165_photo_19a770260d9 390bc449cdd41b4d5feb2.jpg http://www.latscala.com.br/site/node/12 http:// www.latscala.com.br/site/node/12 http://www.feq.unicamp.br/~cobeqic/tEa02.pdf  http://www.ufmt.br/esa/Modulo_II_Efluentes_ http://www.ufmt .br/esa/Modulo_II_Efluentes_Industriais/Apost_EI_2004_1ABE Industriais/Apost_EI_2004_1ABE S_Mato_Grosso_UFMT2.pdf  http://www.pb.utfpr.edu.br/eventocientifico/revista/artigos/0603006.pdf  http://www.advancesincleanerproduction.net/second/files http://www.advances incleanerproduction.net/second/files/sessoes/4a/5/L. /sessoes/4a/5/L. %20F.%20W.%20Brum%20-%20Resumo%20Exp.pdf 

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