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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ
CAMPUS DE CASCAVEL
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
PROGRAMA DE PÓS – GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA
NÍVEL MESTRADO
AVALIAÇÃO DO CONSUMO E DAS POTENCIALIDADES DE REÚSO DA
ÁGUA DE PROCESSO EM UMA AGROINDÚSTRIA DE VEGETAIS
CRISTIANE KREUTZ
CASCAVEL – Paraná – Brasil
2006
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CRISTIANE KREUTZ
AVALIAÇÃO DO CONSUMO E DAS POTENCIALIDADES DE REÚSO DA
ÁGUA DE PROCESSO EM UMA AGROINDÚSTRIA DE VEGETAIS
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
em cumprimento parcial aos requisitos
para a obtenção do título de Mestre em
Engenharia Agrícola, área de concentração
em Engenharia de Recursos Hídricos e
Meio Ambiente.
Orientador: Prof. Dr. Ajadir Fazolo
CASCAVEL – Paraná - Brasil
Outubro – 2006
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CRISTIANE KREUTZ
AVALIAÇÃO DO CONSUMO E DAS POTENCIALIDADES DE
REÚSO DA ÁGUA DE PROCESSO EM UMA AGROINDÚSTRIA DE
VEGETAIS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Agrícola em cumprimento parcial aos requisitos para obtenção do título de
Mestre em Engenharia Agrícola, área de concentração Recursos Hídricos e
Saneamento Ambiental, aprovada pela seguinte banca examinadora:
Orientador: Prof. Dr. Ajadir Fazolo
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, UNIOESTE
Profª. Drª. Simone Damasceno Gomes
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, UNIOESTE
Prof. Dr. Silvio César Sampaio
Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, UNIOESTE
Profª. Drª. Ana Cláudia Barana
Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG
Cascavel, 03 de outubro de 2006
AGRADECIMENTOS
A Deus, por proporcionar-me a realização de mais um sonho.
A toda minha família, em especial aos meus pais Luciano e Olíria e aos meus
cinco irmãos, pela paciência, apoio e incentivo.
Ao Cristiano, pelo companheirismo, apoio e motivação durante este período e a
minha filha Maria Vitória, inspiração da minha vida.
Ao meu orientador Ajadir Fazolo, pela atenção, dedicação, ensinamentos e
amizade.
Ao Senhor João Carlos Luqui que em seu nome estendo à LAR – Unidade
Industrial de Vegetais, pela oportunidade, hospitalidade e respeito, e por toda a
disponibilidade e contribuição para a realização da pesquisa.
A todos os colaboradores da LAR – Unidade Industrial de Vegetais, em especial
a Janelise Bremm, pela colaboração, disponibilidade de tempo e contribuição
para a realização da fase experimental da pesquisa.
A todos os amigos e amigas que, direta ou indiretamente, fizeram parte desta
conquista.
ii
SUMÁRIO
página
LISTA DE TABELAS.................................................................................. iv
LISTA DE FIGURAS.................................................................................. v
RESUMO................................................................................................... vi
ABSTRACT................................................................................................ vii
1 INTRODUÇÃO......................................................................... 1
2 OBJETIVOS............................................................................. 3
2.1 Objetivo geral.......................................................................... 3
2.2 Objetivos específicos............................................................... 3
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..................................................... 4
3.1 Aspectos gerais do consumo de água................................... 4
3.2 Água na indústria..................................................................... 6
3.3 Poluição e contaminação das águas...................................... 8
3.4 Reúso de água......................................................................... 10
3.4.1 Reúso industrial....................................................................... 15
3.5 Aspectos legais sobre reúso de água................................... 17
3.6 Cooperativa Agroindustrial Lar................................................. 28
4 MATERIAL E MÉTODOS......................................................... 31
4.1 Descrição do local da pesquisa.............................................. 31
4.1.1 Dados gerais da Unidade Industrial de Vegetais – UIV........... 31
4.1.2 Delimitação do trabalho............................................................ 32
4.1.3 Metodologia utilizada............................................................... 32
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................... 36
5.1 Descrição dos processos industriais....................................... 36
5.1.1 Descrição do processamento do milho enlatado..................... 37
5.1.2 Descrição do processamento do brócolis congelado............... 46
5.2 Sistema de abastecimento de água........................................ 54
5.3 Consumo de água para o processo de enlatamento de
milho......................................................................................... 54
5.4 Consumo de água para o processo de congelamento de
brócolis..................................................................................... 60
5.5 Avaliação das possibilidades de reúso da água de processo
na UIV...................................................................................... 68
5.5.1 Possibilidades de reúso de água no ponto 14 –
branqueamento rotativo e envase.......................................... 70
5.5.2 Possibilidades de reúso de água no ponto 16 – esterilização. 71
5.5.3 Possibilidades de reúso de água no ponto 22 –
resfriamento............................................................................ 72
5.5.4 Demais etapas do processo de enlatamento de milho da UIV 74
5.5.5 Demais etapas do processo de congelamento de brócolis da
UIV........................................................................................... 75
5.6 Resumo da avaliação das possibilidades de reúso de água
na UIV...................................................................................... 76
6 CONCLUSÕES........................................................................ 77
7 RECOMENDAÇÕES................................................................ 79
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................... 80
iii
LISTA DE TABELAS
página
Tabela 1 Distribuição do consumo de água na indústria por
atividade............................................................................... 7
Tabela 2 Usos da água em indústrias alimentícias............................ 7
Tabela 3 Tipos de reúso de agua..................................................... 15
Tabela 4 Classificação das águas doces quanto ao seu uso............. 18
Tabela 5 Características físicas, químicas e microbiológicas ideais
para a água a ser utilizada em agroindústria de alimentos
e valores máximos permitidos (VPM) na água para
consumo humano................................................................. 20
Tabela 6 Requisitos de qualidade para água de uso industrial.......... 22
Tabela 7 Padrão de qualidade recomendado para água de
resfriamento e geração de vapor......................................... 24
Tabela 8 Diretrizes sugeridas pela USEPA para reúso de efluentes
municipais............................................................................ 25
Tabela 9 Parâmetros e limites recomendados para reúso de água
industrial............................................................................... 27
Tabela 10 Parâmetros característicos para água de reúso classe 1... 28
Tabela 11 Critérios aplicados para irrigação de áreas de acesso
irrestrito e restrito em vários países..................................... 28
Tabela 12 Variedades de produtos processados na UIV..................... 31
Tabela 13 Pontos de consumo de água do processamento do milho
enlatado............................................................................... 33
Tabela 14 Pontos consumo de água do processamento do brócolis
congelado............................................................................ 34
Tabela 15 Volume médio de água consumido nas diversas etapas de
enlatamento de milho........................................................... 55
Tabela 16 Volume médio de água consumido nas diversas etapas de
congelamento do brócolis.................................................... 61
Tabela 17 Quantidades de matérias-primas, produtos, consumo de
água e geração de resíduos sólidos para nas duas linhas
produtivas............................................................................. 67
Tabela 18 Valores comparativos entre as três linhas estudadas,
quanto ao seu consumo de água por kg de matéria-prima
processada e por produto final e geração de resíduos
sólidos por kg de matéria-prima processada e por kg de
produto final......................................................................... 67
Tabela 19 Pontos de coleta e tipo de análise realizada....................... 68
Tabela 20 Características das águas de processo da UIV................... 69
iv
LISTA DE FIGURAS
página
Figura 1 Formas potenciais de reúso de água............................ 13
Figura 2 Hierarquia para a eliminação da geração de resíduos.... 17
Figura 3 Pátio de recebimento do milho........................................ 38
Figura 4 Tanque de despalhamento mecânico.............................. 39
Figura 5 Lavagem das espigas...................................................... 39
Figura 6 Vista parcial da etapa de desgranamento....................... 40
Figura 7 Lavagem dos grãos......................................................... 41
Figura 8 Classificação mecânica dos grãos em peneiras
rotatórias.......................................................................... 41
Figura 9 Detalhe do branqueador rotativo..................................... 42
Figura 10 Transporte das latas até a envasadora........................... 43
Figura 11 Detalhe da autoclave utilizada para esterilização e
cozimento........................................................................ 44
Figura 12 Etapa de secagem externa das latas.............................. 45
Figura 13 Fluxograma do processamento de milho enlatado.......... 47
Figura 14 Detalhe das mesas de corte do brócolis.......................... 48
Figura 15 Vista da esteira que encaminha os floretes para o
tanque de lavagem.......................................................... 49
Figura 16 Vista superior do tanque de lavagem dos floretes de
brócolis............................................................................ 50
Figura 17 Vista parcial do tanque de branqueamento contínuo da
linha de congelados......................................................... 51
Figura 18 Vista parcial do tanque de resfriamento da linha de
congelados...................................................................... 52
Figura 19 Fluxograma do processamento de brócolis congelado... 53
Figura 20 Detalhe do triturador de resíduos de milho e do
carregamento do caminhão............................................. 56
Figura 21 Distribuição do consumo de água nas diferentes etapas
de enlatamento de milho................................................. 57
Figura 22 Balanço de massa do processo de enlatamento de
milho................................................................................ 58
Figura 23 Detalhe do aspecto da água no tanque de
desgranamento................................................................ 59
Figura 24 Distribuição do consumo de água nas etapas do
congelamento de brócolis................................................ 61
Figura 25 Balanço de massa do processo de congelamento de
brócolis............................................................................ 62
Figura 26 Vista parcial da etapa de sanitização antes do túnel de
congelamento.................................................................. 64
v
RESUMO
O crescimento populacional e o consumo excessivo dos diversos segmentos da
sociedade acarretam um incremento direto na demanda de água. A minimização
e a conservação da água é hoje um importante fator para o desenvolvimento
industrial, em decorrência da escassez do recurso. Neste trabalho, buscou-se
identificar e avaliar a possibilidade de reúso da água de processo na
COOPERATIVA AGROINDUSTRIAL LAR – Unidade Industrial de Vegetais.
Foram avaliadas as linhas de produção de milho enlatado e brócolis congelado.
A etapa experimental consistiu em elaborar fluxogramas dos processos
industriais envolvidos, identificar e estimar a demanda de água nos pontos de
consumo, realizar balanço de massa dos produtos e insumos envolvidos e
realizar coletas de amostras dos pontos com potencialidades de reúso. Os
principais resultados indicaram, para o brócolis, um consumo de 33,11 kg de
água / kg de matéria-prima e para o milho enlatado 4,35 kg de água / kg de
matéria-prima e 3,03 kg de água / kg de matéria-prima, considerando o reúso já
praticado. Foram identificadas três etapas que apresentam potencialidade de
reúso de água, das quais duas apresentaram viabilidade técnica, estimando-se
assim, uma redução no consumo de água limpa de até 76,7 % para a linha de
milho enlatado.
PALAVRAS-CHAVE: Reutilização de água; Indústria de Alimentos; Balanço de
massa.
vi
ABSTRACT
EVALUATION OF THE CONSUMPTION AND OF THE POTENTIALITIES OF
THE PROCESSING WATER REUSE IN A VEGETABLES AGRIBUSINESS
The population's growth and the excessive consumption of several segments of
the society cause a direct increase of water demand. The minimization and the
conservation of water is nowadays an important factor for the industrial
development, due to the shortage of the resource. In this research, the aim
consisted in looking for identifying and evaluating the possibility of the processing
water reuse at COOPERATIVA AGROINDUSTRIAL LAR - Vegetables Factory
Unit. The productive canned sweet corn lines and frozen broccolis were
appraised. The experimental stage consisted of elaborating flowcharts of the
involved industrial processes, identifying and estimating the demand of water in
the consumption points, accomplishing the mass balance of the products and
involved inputs and to accomplish the samples collections of the points with
reuse potentialities. The main results indicated a consumption of 33.11 kg of
water / raw material kg for broccolis and 4.35 kg of water / raw material kg for
canned corn, and 3.03 kg of water / raw material kg, considering the reuse
already practiced. There were identified three stages that present potentiality of
water reuse, two of them presented technical viability, estimating, thus, a
reduction in the consumption of clean water up to 76.7% for the canned corn line.
KEY-WORDS: Water reuse; Foods Industry; Balance concepts.
vii
1 INTRODUÇÃO
A água é o recurso natural mais precioso, sendo caracterizada como
fonte de vida. Apresenta valor sócio-econômico e ambiental incalculável, uma
fez que é fundamental para a produção agrícola e industrial, servindo de
insumo à produção de alimentos e bens de consumo, para a geração de
energia, como meio de transporte, bem como para a disposição final de
efluentes industriais e domésticos.
De acordo com ASSIS (2001), o crescimento populacional, o consumo
perdulário da água para a agricultura, a indústria e o uso doméstico acarretam
um aumento direto na demanda, já atingindo 41% do total disponível. Apesar
dos 14 mil km
3
de água disponível por ano, a distribuição é desigual e, muitas
áreas do globo sofrem com a escassez, devido às secas localizadas, poluição
dos lençóis subterrâneos, dos rios e dos lagos por despejos industriais ou
esgotos, e pelo desperdício nas diversas formas de uso.
MIERZWA (2002) afirma que um dos problemas mais graves de
poluição e contaminação dos recursos hídricos está diretamente vinculado a
introdução de efluentes industriais nos corpos receptores, os quais, devido a
sua composição diversificada, podem conter substâncias extremamente tóxicas
e seus efeitos adversos comprometer todo o ambiente, causando a morte de
várias formas de vida.
A crescente conscientização ambiental dentro do setor industrial, como
reflexo das pressões ambientais (legislação ambiental e sanções mais
restritivas, alto custo de disposição de resíduos, dentre outras), estimula a
busca de respostas para os problemas de falta ou inadequação do
gerenciamento dos recursos hídricos.
Diante deste cenário, o reúso de águas, atrelado à premissa de
preservação ambiental, de minimização e de reutilização de recursos, surge
como forma de contribuir para a manutenção e equilíbrio dos recursos hídricos.
Ainda, baseada na filosofia do desenvolvimento sustentável, essa tecnologia
busca manter a disponibilidade da água, para atender a esta geração e as
futuras, sem comprometer o desenvolvimento sócio-econômico.
1
Sendo assim, não há dúvidas de que a utilização inteligente dos
recursos hídricos não convencionais, como a captação da água das chuvas, as
águas subterrâneas e o próprio reúso, constitui estratégia eficiente para a
minimização do problema da escassez, pois representa um suporte à gestão
das demandas e das diversas formas dos usos da água (REBOUÇAS, 2004).
Nesse sentido, buscando-se o gerenciamento das águas industriais, o
objetivo desta pesquisa foi identificar e avaliar a possibilidade de reúso de água
de processo da Cooperativa Agroindustrial Lar, Unidade Industrial de Vegetais,
buscando estabelecer um reúso não potável para fins industriais.
2
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Identificar e avaliar tecnicamente a possibilidade da reutilização da
água de processo na COOPERATIVA AGROINDUSTRIAL LAR – Unidade
Industrial de Vegetais.
2.2 Objetivos específicos
Elaborar fluxograma dos processos industriais envolvidos;
Realizar inventário do consumo de água de processo utilizada no enlata-
mento de milho e congelamento do brócolis;
Elaborar balanço de massa das matérias-prima e da água utilizada;
Caracterizar a qualidade de água, por meio de análises físico-químicas e
exames microbiológicos, para identificar reúsos específicos;
Identificar possibilidades de estabelecer circuitos semi-fechados de reuti-
lização e/ou de minimização de água.
3
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Aspectos gerais do consumo de água
A explosão demográfica que vem ocorrendo desde o final do século
XIX, associada a fatores como a intensa industrialização, carência de alimen-
tos, poluição e exaustão dos recursos naturais, tem provocado grandes altera-
ções no meio ambiente, não somente pontuais, mas também globalizadas e,
em especial, no que diz respeito ao uso dos recursos hídricos. Bresaola & Can-
telli (2000) citado por MELO (2005).
Segundo ASSIS (2001), nos últimos 60 anos, a população mundial
dobrou, enquanto o consumo de água multiplicou-se por sete.
Esse rápido crescimento da demanda de água se deve principalmente
a três fontes: a agricultura, com um consumo de entre 70 a 80 %; o
abastecimento industrial, com pouco menos de 20% e, com cerca de 6%, o
consumo humano, tornando a água o recurso natural mais importante e
escasso deste século, precisando de medidas de gerenciamento para seus
usos (TUNDISI, 2003).
Além disso, o desenvolvimento industrial vem se caracterizando como
uma das principais causas para o agravamento desse problema, pois seus
processos geram diferentes tipos de resíduos e efluentes nas formas líquida,
sólida e gasosa, que muitas vezes são descartados de maneira inadequada.
Os setores usuários das águas são os mais diversos, com aplicação
para inúmeros fins. A utilização pode ter caráter consuntivo, em que somente
parte dela retorna ao curso normal do rio, ou não consuntivo, em que
praticamente toda a água captada retorna ao corpo d’água. Cada uso da água
deve ter normas próprias, no entanto são necessários regras gerais que
regulamentem as suas inter-relações e estabeleçam prioridades e regras para
a solução dos conflitos entre os usuários (SETTI, et.al, 2001).
De acordo com HESPANHOL (2003), a grande questão que antepõe
as entidades gestoras dos recursos hídricos está associada ao balanço entre
demanda e oferta de água, para que os mesmos possam atender as
4
necessidades crescentes de todos os segmentos usuários. Os diferentes tipos
de uso estão relacionados com a intensidade do desenvolvimento econômico e
da atividade de cada região. Desta forma, pode-se considerar que o ciclo
hidrológico em si, o suprimento e a demanda de água e o grau de atividade
regional, representa uma inter-relação entre o aspecto social, econômico e
ambiental, que deve ser considerado como um mecanismo para manter a
sustentabilidade em termos de recursos hídricos.
O número e a intensidade dos usos múltiplos podem variar com a
região, com seu grau de industrialização e urbanização, e ainda com as
atividades agropecuárias e o sistema econômico e social. A densidade
populacional e sua concentração também interferem na aplicação dos usos que
são feitos com o recurso água. De acordo com TUNDISI (2003), todas as
atividades humanas referentes aos usos múltiplos dos recursos hídricos
produzem alterações na qualidade da água e também interferem na quantidade
de água disponível.
Assim, pode-se dizer que existem duas razões pelas quais a alteração
entre a disponibilidade hídrica e a demanda de água pode ocorrer: a primeira
se deve a fenômenos naturais, associados às condições climáticas de cada
área, que pode ser um fator determinante em várias regiões do mundo, como é
o caso de alguns pontos do Nordeste brasileiro. A segunda está diretamente
associada ao crescimento da população, que acaba exercendo pressão sobre
os recursos hídricos pelo aumento da demanda, pelos problemas de poluição e
contaminação da água, conseqüência de suas próprias atividades, ou pela falta
de um gerenciamento adequado, visando o equilíbrio das atividades e de seus
respectivos usos (MIERZWA, 2002).
É notável que o uso da água tem aumentando em níveis preocupan-
tes, cujos conflitos podem ter dimensões globais, uma vez que a oferta está di-
minuindo qualitativa e quantitativamente e a demanda crescendo gradativa-
mente. Deste quadro, de diferença entre oferta e demanda, surge a necessida-
de de rever a utilização de água de qualidade inferior para usos menos nobres
(TRENTIN, 2005).
5
3.2 Água na indústria
Em relação ao consumo industrial, tem-se que a água é um elemento
fundamental para manter as atividades da indústria, seja para o processo de
fabricação, seja para o arrefecimento térmico e refrigeração do equipamento
industrial, higiene, limpeza ou evacuação de seus rejeitos. As demandas
industriais dependem de coeficientes de uso e de perdas de cada tipo, de cada
ramo industrial e, ainda, da tecnologia adotada (GARRIDO, 1999).
De modo geral, a demanda de água industrial se concentra em
toaletes, vestiários, bebedouros, preparação das refeições e lavagem da louça,
limpeza geral, lavagem de pátios e áreas livres, rega de gramados e jardins,
processos industriais, limpeza, enxágües/ banhos, resfriamento, formação do
vapor em caldeiras, lavagem de veículos, entre outras.
Para SILVA & HESPANHOL (1999), o consumo de água nas indústrias
pode variar em função de uma série de fatores, que vão desde o tipo de
processo adotado até a própria disponibilidade de recursos hídricos locais. As
demandas por água para fins industriais no Brasil têm sido estimadas de forma
indireta, não havendo informações apoiadas em cadastros confiáveis de
usuários. As informações disponíveis estão dispersas nos órgãos estaduais de
recursos hídricos e de meio ambiente, não se dispondo de uma consolidação
de abrangência nacional.
Assim, de acordo com SILVA & HESPANHOL (1999) e SAUTCHÚK et.
al. (2006), se considerarmos indústrias que são do mesmo ramo de atividade e
tenham a mesma capacidade de produção, porém instaladas em diferentes
regiões, ou que tenham "idades" diferentes, a probabilidade do volume de água
consumido em cada instalação não ser equivalente é muito grande. A Tabela 1,
na seqüência, apresenta a distribuição do consumo de água de algumas
indústrias, por atividade.
OLIVEIRA, et al. (1997) afirmam que a busca da redução no consumo
de água e de sua reutilização, nas indústrias, também tem aumentado, desde
que se deixou de lado a idéia de sua disponibilidade ilimitada no meio
ambiente. Desta forma, o menor consumo de água inicia uma reação em
cadeia que envolve a menor retirada de água do ambiente e
6
consequentemente menor volume de efluentes. Isto exige menores estações
de tratamento de esgoto, ETE’s (com a possibilidade de maior eficiência), que
por sua vez, consomem menos energia e produtos químicos para
condicionamento, quando usados, e menor formação de lodo.
Tabela 1 Distribuição do consumo de água na indústria por atividade
Indústria
Distribuição do consumo de água (%)
Resfriamento
sem contato
Processos e
atividades
afins
Uso sanitário
e outros
Carne enlatada 42 46 12
Abatimento e limpeza de aves 12 77 12
Laticínios 53 27 19
Frutas e vegetais enlatados 19 67 13
Frutas e vegetais congelados 19 72 8
Moagem de milho a úmido 36 63 1
Açúcar de cana-de-açúcar 30 69 1
Fonte: Adaptado de MIERZWA (2002)
A melhor maneira para se diminuir o consumo de água dentro de uma
indústria, é conhecer a demanda de cada setor. Na indústria de alimentos, por
exemplo, o uso da água está aproximadamente assim distribuído, conforme
Tabela 2:
Tabela 2 Usos da água em indústrias alimentícias
OPERAÇÃO
USOS
(%)
Água para lavagem 41,9
Água para resfriamento/aquecimento 19,1
Água para
resfriamento/reaproveitamento
14,4
Água de processo 12,7
Desperdícios e vazamentos 7,6
Consumo doméstico 3,3
Outros usos 0,9
7
Tabela 2 Cont.
Água para lavanderia 0,1
Uso total de água 100
Fonte: TOMAZ (2002).
Para MELO (2005), as indústrias de processos devem construir
estratégias de administração global dos recursos hídricos disponíveis na planta
a fim de que ocorra a sua minimização. Com a globalização da economia, e a
conscientização da necessidade de um desenvolvimento mais próximo possível
do sustentável, visando à preservação do meio ambiente e a manutenção dos
ecossistemas, as indústrias têm que se adequar para atender a rigorosos
padrões de qualidade, inclusive os relacionados ao desempenho ambiental.
Neste cenário de distribuição geográfica desigual dos recursos
hídricos, o que se busca enfatizar é que a água não está terminando, até
porque é um elemento cíclico da natureza, mas sim a forma de utilização e
disposição final de toda a água utilizada pelo homem para uso doméstico,
agrícola e industrial, que de alguma forma retorna a rede hidrográfica. Portanto,
o que se discute é a possibilidade de reutilização desta água, considerando o
“onde” e “de que forma” ela retornará ao ambiente, buscando sempre soluções
globais para minimizar seu uso e diminuir sua demanda. Portanto, uma futura
crise de água pode ser evitada, através de uma combinação de novas práticas
de consumo e novas alternativas tecnológicas que podem ser adotadas (FITCH
& STREIFF, 2002).
3.3 Poluição e contaminação das águas
A poluição industrial é um problema bastante complexo, com seus
efluentes de vazão descontínua e alta concentração dos despejos líquidos,
não-biodegradabilidade e toxicidade de alguns deles, bem como a presença de
substâncias depletivas de oxigênio, objetáveis, corrosivas, materiais
radioativos, entre outros. Este problema é ainda agravado, especialmente em
8
países em desenvolvimento, devido à necessidade de se providenciar métodos
de controle ambiental seguros e econômicos, com a utilização de pessoal
especializado (OLIVEIRA et al., 1997).
A atividade industrial é uma das que mais contribui para contaminação
ambiental, principalmente as águas dos rios, visto que as maiorias dos
processos industriais utilizam grandes volumes de água levando
conseqüentemente a produção de efluentes líquidos contendo substâncias
tóxicas ou difíceis de serem degradadas (PELEGRINI et al., 2005).
A indústria é fonte de poluição pontual, cujos impactos sobre os
recursos hídricos são amplos devido à sua diversidade. As águas utilizadas nos
processos industriais, contaminadas com os mais diversos produtos químicos,
muitas vezes caracterizam-se por uma elevada carga de poluentes que, a
depender do corpo receptor, será depurada com dificuldade (SAUTCHÚK et.
al., 2006).
Para SPERLING (2002), as águas de lavagem de equipamentos
industriais e as águas de arrefecimento, descarregadas em grandes volumes e
em temperaturas elevadas, podem modificar profundamente as condições
ecológicas dos cursos de água. Além do efeito tóxico imediato, e algumas
vezes cancerígeno, de alguns poluentes, existe o perigo de bioacumulação nos
organismos com metais pesados. A disposição inadequada de resíduos sólidos
industriais constitui também fonte de poluição das águas subterrâneas.
Diante do que foi apresentado, MIERZWA (2002) destaca que as
indústrias têm grande responsabilidade pelos processos de degradação da
qualidade das águas, não apenas devido à utilização deste recurso para o
desenvolvimento das diversas atividades industriais, mas também devido à
contaminação dos recursos hídricos, causada pela introdução das substâncias
tóxicas presentes nos seus efluentes, nos corpos receptores, enfatizando ainda
mais a necessidade deste segmento em buscar alternativas para o processo de
minimização dos impactos ocasionados nos corpos hídricos.
9
3.4 Reúso de água
A demanda crescente por água tem feito do reúso planejado da água
um tema atual e de grande importância. Neste sentido, deve-se considerar o
reúso como parte de uma atividade mais abrangente que é o uso racional e/ou
eficiente da água, o qual compreende também o controle de perdas e desperdí-
cios, e a minimização da geração de efluentes e do consumo de água.
Os custos elevados da água industrial no Brasil, particularmente em
regiões metropolitanas, têm estimulado as indústrias nacionais a avaliar a pos-
sibilidade do reúso, que pode ser definido como uma prática em que a água,
após ser utilizada para um determinado fim, é reutilizada ou reaproveitada após
receber tratamento adequado. Neste sentido, as indústrias serão induzidas a
reduzir o consumo de água, por meio de uma sistemática de racionalização,
reúso e minimização (HESPANHOL, 2003)
Desta forma, o reúso aplicado como uma estratégia operacional pode
reduzir a demanda sobre os mananciais de água devido à substituição da água
potável por outra de qualidade inferior. Portanto, grandes volumes de água po-
tável podem ser poupados pelo reúso quando se utiliza a qualidade inferior (ge-
ralmente efluentes pós-tratados) para atendimento das finalidades que podem
prescindir desse recurso dentro dos padrões de potabilidade.
Ao invés de ser dada ênfase para a busca de soluções para os
problemas de poluição após os mesmos já terem sido criados, ou lançados no
ambiente aquático, que é o usual, deve-se buscar alternativas que vissem
evitar que a poluição seja gerada, eliminando-se a necessidade de adoção de
métodos para o seu controle, bem como a possibilidade de ocorrência de
qualquer efeito adverso aos seres humanos e ao meio ambiente (MIERZWA,
2002).
Tradicionalmente, têm sido utilizadas soluções “fim-de-tubo” para
correção de problemas ambientais, que lidam com a poluição gerada. No
entanto, esse controle da poluição não apresenta resultados satisfatórios, visto
que os resíduos gerados são meramente transferidos de um meio para outro,
ou de um local para outro, sendo considerado uma solução paliativa e
temporária, visto os impactos que podem causar o lançamento freqüente.
10
Surge então, a prevenção à poluição, questão que tem sido bastante difundida,
justamente por ir ao encontro da nova idéia de reduzir e até mesmo evitar a
geração de resíduos na fonte geradora, ou seja, dentro da planta ou da
unidade industrial, a partir de um gerenciamento e identificação dos pontos de
geração dos resíduos (OLIVEIRA et al, 1997). Baseado nesta premissa é que
se fundamenta o conceito de prevenção da poluição, envolvendo tecnologias
que busquem a redução da geração dos poluentes na fonte geradora,
enfatizando o processo de gestão dos recursos naturais utilizados, que está
hierarquizado da seguinte forma: prevenção e a minimização do uso dos
recursos naturais, seguido pelo processo de reciclagem e reutilização, para
apenas em seguida efetuar o tratamento e por fim sua disposição. Dentro desta
concepção é que está inserido o reúso de água.
O reúso de água é um conceito que foi criado pela Organização das
Nações Unidas, em 1958. MIERZWA (2002) cita que a definição mais aceita
mundialmente para termo reúso é: "uso de efluentes tratados para fins
benéficos, tais como irrigação, uso industrial e fins urbanos não potáveis". E o
próprio autor ainda comenta que, com base nesta definição, a prática do reúso
se constitui em um modelo de gerenciamento de águas e efluentes e pode
servir como fonte de substituição de água utilizada pela indústria, reduzindo o
volume captado.
De acordo com o LAVRADOR FILHO (1987), citado por BREGA
FILHO & MANCUSO (2003), o reúso da água pode ser definido como o
aproveitamento das águas anteriormente utilizadas, uma ou mais vezes, para
suprir demandas de outras atividades, ou de seu uso original. Os autores
citados afirmam que o reúso de água subentende uma tecnologia desenvolvida
em maior ou menor grau, dependendo dos fins a que se destina a água e de
como ela tenha sido usada anteriormente.
De acordo com a Organização Mundial da Saúde (1973), citada por
BREGA FILHO & MANCUSO (2003), têm-se três classificações de reúso de
água, as quais são: o reúso direto, o indireto e a reciclagem interna.
Para SAUTCHÚK et. al. (2006) e BREGA FILHO & MANCUSO (2003),
o reúso direto é o uso planejado, deliberado de esgotos tratados, para certas
finalidades como irrigação, uso industrial, recarga de aqüíferos e água potável.
O reúso direto é o uso planejado de água, conduzido ao local de utilização,
11
sem lançamento ou diluição prévia em corpos hídricos superficiais ou
subterrâneos. O reúso direto é o uso de águas residuárias recuperadas quando
o transporte desta for realizado diretamente da planta de tratamento até seu
destino de reúso.
Reúso indireto, segundo SAUTCHÚK et. al. (2006), BREGA FILHO &
MANCUSO (2003), LEITE (2003) e HESPANHOL (2002), é aquele em que se
trata um efluente para sua reutilização em uma determinada finalidade, que
pode ser interna ao próprio empreendimento, ou outra externa, para uma
finalidade distinta da primeira, como por exemplo, a prática de reúso de
efluentes urbanos tratados para fins agrícolas. Ou ainda pode ser considerado
reúso indireto, quando a água já tratada, uma ou mais vezes para uso
doméstico ou industrial, é descarregada nas águas superficiais ou subterrâneas
e utilizada novamente a jusante, de forma diluída.
Segundo BREGA FILHO & MANCUSO (2003), o reúso indireto
apresenta uma subdivisão, que se classifica em reúso indireto planejado e
reúso indireto não planejado:
Reúso indireto não planejado ocorre quando os despejos são realizados
de forma não intencional e descontrolada.
Reúso indireto planejado acontece quando os despejos são
convenientemente tratados e racionalmente diluídos, visando à
utilização do corpo receptor como manancial abastecedor à jusante do
lançamento.
LEITE (2003) afirma que a reciclagem interna é o reúso de água
internamente as instalações industriais, tendo como objetivo a economia de
água e o controle da poluição. A reciclagem da água é o reúso interno, antes
de sua descarga para um sistema geral de tratamento ou qualquer outro local
de disposição.
FELIZATTO (2001) reporta que, na escolha dos critérios de qualidade
da água para reúso, os seguintes aspectos estão envolvidos: (1) Proteção à
saúde pública; (2) Requisitos de uso; (3) Efeitos da irrigação; (4)
Considerações ambientais; (5) Aspectos estéticos; (6) Percepção da população
e/ou usuário e (7) Realidades políticas. Nesse sentido, o reúso da água não
considera somente a sua reutilização para o abastecimento doméstico,
industrial, agrícola e pecuário, mas também pondera a diluição dos despejos
12
nos corpos d'água receptadores,o uso de cursos de água receptores para
abastecimento (reúso indireto), a navegação desportiva e comercial,as
atividades de recreação e desportos, a pesca recreativa, esportiva e comercial,
e a geração de energia hidrelétrica. Nesse aspecto, o reúso de água deve
sempre estar na pauta das atividades de gestão dos recursos hídricos,
cumprindo seu papel importante na fase do planejamento da bacia hidrográfica
(FELIZATTO, 2001).
A Figura 1 apresenta de forma esquemática, as formas potenciais de
reúso.
Figura 1 Formas potenciais de reúso de água.
Fonte: adaptado de HESPANHOL (2003)
Embora existam muitas possibilidades de reúso no mundo, e em
particular no Brasil, para o atendimento aos mais variados usos que são feitos
13
Recarga
de
aqüífero
Pomares
Forragens e
culturas de
sementes
Culturas
ingeridas
após
tratamento
Culturas
ingeridas
cruas
Dessedentação
de animais
Urbanos Recreação
Aqüicultura
Agricultura
Industrial
Esgoto doméstico Esgoto industrial
Processo
Outros
Pesca
Esportes
aquáticos
Potável
Não
Potável
dos recursos hídricos, os mais significativos são as formas de reúso industrial,
urbano, agrícola e para recarga de aqüífero (LEITE, 2003).
De acordo com a Associação Brasileira de Engenharia Sanitária
(ABES), por motivos de praticidade e facilidade, o reúso pode ser classificado
em duas categorias: potável e não potável (BREGA FILHO & MANCUSO,
2003).
O reúso potável se subdivide:
Reúso potável direto: que ocorre quando o esgoto recuperado, por meio
de tratamento avançado, é diretamente reutilizado no sistema de água
potável.
Reúso potável indireto: ocorrem quando o esgoto após tratamento é
disposto na coleção hídrica para diluição, purificação natural seguido de
captação para só então ser utilizado novamente, como água potável.
O reúso não potável está assim classificado:
Fins agrícolas: irrigação de plantas alimentícias, cereais, árvores
frutíferas, pastagens e forrações além de ser aplicável para
dessedentação de animais;
Fins industriais: abrange os usos industriais de refrigeração, águas de
processo, para utilização em caldeiras, entre outros;
Fins domésticos: reúso para regas de jardins residenciais, descargas
sanitárias, reservas contra incêndios e resfriamento de equipamentos de
ar condicionado;
Fins recreacionais: irrigação de parques e campos de esportes e
enchimento de lagoas ornamentais;
Manutenção de vazões de cursos d´água: utilização de efluentes
tratados para manter uma dada vazão num curso d´água para diluir as
cargas poluidoras a ele aportadas, possibilitando a manutenção da
vazão mínima em épocas de estiagem;
Aqüicultura: ocorre na produção de peixes e plantas aquáticas, visando
a produção de alimentos e energia, utilizando os nutrientes presentes
nos esgotos tratados;
Recarga de aqüíferos: através da infiltração e percolação de efluentes
tratados, evitando o rebaixamento do nível do lençol freático;
14
A Tabela 3, abaixo, apresenta os tipos de reúso e faz uma relação com
suas possível aplicações.
Tabela 3 Tipos de reúso de água
TIPOS DE REÚSO APLICAÇÕES
Irrigação paisagística Parques, cemitérios, campos de golfe, cinturões
verdes, campi universitários, gramados.
Irrigação de culturas Plantio de forrageiras, plantas fibrosas e grãos,
plantas alimentícias, viveiros de mudas
ornamentas, proteção contra geadas.
Usos industriais Refrigeração, alimentação de caldeiras,
lavagem de gases, água de processamento,
lavagem do pátio.
Usos urbanos não potáveis Combate ao fogo, descarga de vasos sanitários,
sistemas de ar condicionado, lavagem de
veículos, lavagem de ruas e pontos de ônibus.
Finalidades ambientais Aumento da vazão de cursos d´água, aplicação
em pântanos, terras alagadas, indústrias de
pesca.
Usos diversos Aqüicultura, recarga de aqüíferos, fabricação de
neve, construções, controle de poeira e
dessedentação de animais.
Fonte: adaptado de CECHINN (2003)
3.4.1 Reúso industrial
O reúso industrial aumentou substancialmente a partir de 1990, depois
que o reúso urbano ganhou popularidade, devido ao aumento populacional e
sua conseqüente escassez de água, particularmente em regiões secas, e ainda
pela pressão da própria legislação a respeito da conservação da água e da
conformidade ambiental. Para encontrar um equilíbrio, decorrente do acréscimo
na demanda, muitos países fizeram despertar para o processo de reutilização
de água industrial, aumentando assim sua disponibilidade (USEPA, 1992).
As indústrias, frequentemente, pensam que os custos com os
efluentes são bem menores do que os custos reais. Como exemplo citado por
ENVIROWISE (2001): foi realizada uma pesquisa com 10 companhias, as
15
quais estimaram os custos que seus efluentes geram, chegando a um total de
500 mil de Euros/ano. Entretanto, o custo real gerado pode ser de
aproximadamente 13 milhões de Euros/ano. Muitas companhias conseguiram
uma redução eficaz na geração de efluentes, tomando medidas simples sem
custo ou de custo baixo, em períodos inferiores a um ano.
Sendo assim, eliminar o desperdício é a melhor opção, seguido da
minimização da geração de efluentes na fonte geradora. Depois da redução,
deve-se apontar para o reúso de água, como pode ser visualizado na Figura 2,
na seqüência. O efluente pode também ser reciclado ou conservando o custo
da eliminação (ENVIROWISE, 2001).
Para a maioria das indústrias, a água que alimenta as torres de
refrigeração representa o maior uso, e esta água pode ser recuperada porque
os avanços em tecnologias de tratamento de água permitem que as indústrias
usem com sucesso águas com qualidade inferior. Diante desta possibilidade, e
considerando que estes avanços permitem um efetivo controle dos depósitos,
da corrosão e dos problemas biológicos associados frequentemente com o uso
da água recuperada em um sistema concentrado da água de resfriamento, é
que o reúso pode ser aplicado com sucesso numa planta industrial (USEPA,
1992).
Considerando a vasta possibilidade do reúso de água industrial, a
qualidade da água para o reúso deve ser sistematicamente avaliada. Portanto,
em função da aplicação industrial a que se destina o reúso, a água deverá
atender a um padrão específico de qualidade. No reúso de água em processos
industriais, a definição dos parâmetros de qualidade deverá variar de acordo
com a especificidade de cada processo ou operação unitária empregada.
Todavia, para cada nova aplicação, devem ser verificadas situações
específicas para o emprego das técnicas de reúso (SILVA & HESPANHOL,
1999).
16
Figura 2 Hierarquia para a eliminação da geração de resíduos.
Fonte: adaptado de Envirowise (2001).
3.5 Aspectos legais sobre reúso de água
A base legal, constituída pelo conjunto de leis, decretos, normas e
regulamentos relacionados ao uso e controle dos recursos hídricos, conforma
um modelo de gerenciamento de águas adotado pelo Estado. No Brasil, por
exemplo, até o advento da Lei de Recursos Hídricos, o modelo de gestão era o
do gerenciamento pelo tipo de uso da água, existindo diversos órgãos e
entidades públicas com atribuições de gestão da água, de forma desarticulada
e ineficiente (BORSOI & TORRES, 2006).
Sabe-se que a prática do reúso de água deve estar referenciada e
adequada as condições e parâmetros normativos de qualidade devidamente
regulamentados, ou seja, que tenham base legal, a fim de garantir a proteção á
saúde pública e ao meio ambiente. Sendo assim, RODRIGUES (2005), afirma
17
Vantagem Ambiental Relativa
Maior
Menor
MEDIDA DE
CONTROLE
Tratamento de Resíduos
Recuperação de Área Contaminada
Disposição Final dos Resíduos
Redução na Fonte (F2)
Eliminação/redução do uso de matérias-primas ou
materiais tóxicos;
Melhoria nos procedimentos operacionais e na
aquisição e estoque de materiais;
Uso eficiente de insumos (água, energia, matérias-
primas)
Reúso/reciclagem dentro do processo.
Reúso/reciclagem fora do processo
PRODUÇÃO MAIS LIMPA
que o objetivo da implementação destes regulamentos e critérios legais, é para
assegurar o estabelecimento de limites associados a determinadas práticas de
reúso, visando maximizar seus efeitos benéficos.
De acordo com BLUMM (2003), SAUTCHÚK et al. (2005), NUNES
(2006) e RODRIGUES (2005), em função da variabilidade de processos
existentes e dos requisitos específicos de qualidade e ainda de acordo com o
fim desejado, o reúso industrial deve ser tratado particularmente e deve ser
considerado um tipo a parte, pois as condições em que ocorre são bastante
específicas, devendo ser considerado cada caso.
De acordo com SILVA & MARTINS (2004) citado por NUNES (2006),
não existem normas específicas que estabelecem os padrões de qualidade
para o reúso planejado de águas, no Brasil. O que existe são limites máximos
de impurezas para cada destino ou uso específico. Tais limites estão
preconizados na Resolução 357, do Conselho Nacional de Meio Ambiente
(CONAMA), que revoga a Resolução 20/86, onde são apresentadas as nove
classes para águas doces, salobras e salinas.
A Tabela 4 apresenta as cinco classes referentes aos padrões
estabelecidos para água doce no Brasil.
Tabela 4 Classificação das águas doces quanto ao seu uso
CLASSIFICAÇÃO TIPO DE USO
Classe especial
a) ao abastecimento para consumo humano, com
desinfecção;
b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades
aquáticas;
c) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de
conservação de proteção integral.
18
Tabela 4 Cont.
Classe 1
a) ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento simplificado;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação,
esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA
274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de
frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam
ingeridas cruas sem remoção de película;
e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras
Indígenas.
Classe 2
a) ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional;
b) à proteção das comunidades aquáticas;
c) à recreação de contato primário, tais como natação,
esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA
274, de 2000;
d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques,
jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público
possa vir a ter contato direto;
e) à aqüicultura e à atividade de pesca.
Classe 3
a) ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional ou avançado;
b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e
forrageiras;
c) à pesca amadora;
d) à recreação de contato secundário;
e) à dessedentação de animais.
Classe 4
a) à navegação;
b) à harmonia paisagística.
Fonte: BRASIL (2005a)
MIERZWA (2002) ressalta que, caso a água entre em contato com o
produto final, o grau de qualidade será mais restritivo. Não havendo contato da
água com o produto final, esta poderá apresentar um grau de qualidade menos
restritivo que o da água para consumo humano.
Na Tabela 5, abaixo, são apresentadas as características físicas,
químicas e microbiológicas consideradas ideais para a água a ser utilizada na
19
agroindústria de alimentos, e os valores máximos permitidos (VPM) para água
de consumo humano.
Tabela 5 Características físicas, químicas e microbiológicas ideais para a água
a ser utilizada em agroindústria de alimentos e valores máximos
permitidos (VPM) na água para consumo humano.
Características Ideal para indústria
1
VPM para consumo
humano
2
Acidez Ausente -
Alcalinidade 30-250 mg.L
-1
-
Alumínio - 0,2 mg.L
-1
Amônia (como NH
3
) < 0,5 mg.L
-1
1,5 mg.L
-1
Antimônio - 0,005 mg.L
-1
Arsênio - 0,01 mg.L
-1
Bário - 0,7 mg.L
-1
Cádmio - 0,005 mg.L
-1
Chumbo - 0,01 mg.L
-1
Cianeto - 0,07 mg.L
-1
Cloretos < 250 mg.L
-1
250 mg.L
-1
Cloro residual 0,1-1,0 mg.L
-1
0,2 – 0,5 mg.L
-1
Cobre - 2 mg.L
-1
Coliformes termotole-
rantes
Ausência em 100 mL Ausência em 100 mL
Coliformes totais Ausência em 100 mL Ausência em 100 mL
Cor Aparente < 5 uH 15 uH
Cromo - 0,05 mg.L
-1
Dureza total < 250 mg.L
-1
500 mg.L
-1
Fenóis Ausentes -
Ferro < 0,2 mg.L
-1
0,3 mg.L
-1
Fluoretos < 1 mg.L
-1
1,5 mg.L
-1
Gosto Ausente Não objetável
Manganês < 0,2 mg.L
-1
0,1 mg.L
-1
Mercúrio - 0,001 mg.L
-1
Nitrato (como N) < 10 mg.L
-1
10 mg.L
-1
Nitritos (como N) Ausente 1 mg.L
-1
20
Tabela 5 Cont.
Odor Ausente Não objetável
Oxigênio consumido < 1 mg.L
-1
-
pH 6,5-8,5 6 – 9,5
Selênio - 0,01 mg.L
-1
Sílica < 50 mg.L
-1
-
Sódio - 200 mg.L
-1
Sólidos dissolvidos to-
tais
< 500 mg.L
-1
1000 mg.L
-1
Sulfatos < 250 mg.L
-1
250 mg.L
-1
Sulfeto de Hidrogênio - 0,05 mg.L
-1
Turbidez < 5 UT 5 UT
Zinco - 5 mg.L
-1
FONTE: (1) Adaptado de RESENDE (2003); (2) BRASIL (2005b)
Já as tabelas 6 e 7, na seqüência, apresentam os padrões de qualidade
de água para algumas indústrias e aplicações específicas.
Em função da insuficiência de estudos mais aprofundados sobre as
questões epidemiológicas no Brasil capazes de proporcionar a determinação
de parâmetros necessários a todos os tipos de reúso, sugere-se tomar como
referência os padrões aplicados por países que já acumulam experiência no
assunto. Desta forma, recomenda que sejam considerados os padrões da
Agência de Proteção Ambiental Norte Americana (USEPA) e da Organização
Internacional da Saúde (WHO), conforme apresentado na Tabela 8, na
seqüência, para os diferentes tipos de reúso aplicados ao reúso de efluentes
municipais, devendo ser feitas às devidas adaptações, considerando as
condições ambientais, sociais, econômicas e tecnológicas RODRIGUES
(2005).
MIERZWA (2002) afirma que, de uma maneira geral, a prática do
reúso só poderá ser aplicada caso as características do efluente disponível
atendam aos requisitos de qualidade exigidos pela aplicação na qual se
pretende reusar o efluente. Isto implica na necessidade de identificar as
demandas potenciais para o efluente disponível. Sendo assim, a identificação
das possíveis aplicações para o efluente pode ser feita por meio da
comparação entre parâmetros genéricos de qualidade, exigidos pela aplicação
na qual se pretende fazer o reúso, assim como do próprio efluente.
21
Tabela 6 Requisitos de qualidade para água de uso industrial
Indústria e
processo
Parâmetros (mg/L, exceto quando especificado o valor)
Cor Alcalini
dade
(CaCO3)
Cloreto Dureza
(CaCO3)
Ferro Manganês Nitrato pH
(unidades)
Sulfato SDT Sólidos
Suspensos
Sílica Cálcio Magnésio Bicarbo
nato
Têxtil:
Engomagem 5 25 0,3 0,05 6,5 - 10,0 100 5,0
Lavagem 5 25 0,1 0,01 3,0 - 10,5 100 5,0
Branqueamento 5 25 0,1 0,01 2,0 - 10,5 100 5,0
Tingimento 5 25 0,1 0,01 3,5 – 10,0 100 5,0
Papel e Celulose:
Processo
Mecânico
30 1000 0,3 0,1 6 - 10
Processo Químico
Não
Branqueado
30 200 100 1,0 0,5 6 - 10 10 50 20 12
Branqueado 10 200 100 0,1 0,05 6 - 10 10 50 20 12
Produtos Químicos:
Cloro e Álcali 10 80 140 0,1 0,1 6,0 - 8,5 10 40 8 100
Carvão de
alcatrão
5 50 30 180 0,1 0,1 6,5 - 8,3 200 400 5 50 14 60
Compostos
orgânicos
5 125 25 170 0,1 0,1 6,5 - 8,7 75 250 5 50 12 128
Compostos
inorgânicos
5 70 30 250 0,1 0,1 6,5 - 7,5 90 425 5 60 25 210
Plásticos e
resinas
2 1,0 0 0 0,005 0,005 0 7,5 - 8,5 0 1,0 2,0 0,02 0 0 0,1
Borracha
sintética
2 2 0 0 0,005 0,005 0 7,5 – 8,5 0 2,0 2,0 0,05 0 0 0,5
Produtos
Farmacêuticos
2 2 0 0 0,005 0,005 0 7,5 – 8,5 0 2,0 2,0 0,02 0 0 0,5
Sabão e
detergentes
5 50 40 130 0,1 0,1 150 300 10,0 30 12 60
Tintas 5 100 30 150 0,1 0,1 6,5 125 270 10 37 15 125
Madeira e
resinas
200 200 500 900 0,3 0,2 5 6,5 – 8,0 100 1000 30 50 100 50 250
Fertilizantes 10 175 50 250 0,2 0,2 5 6,5 – 8,5 150 300 10 25 40 20 210
22
Tabela 6 Cont.
Explosivos 8 100 30 150 0,1 0,1 2 6,8 150 200 5 20 20 10 120
Petróleo 300 350 1,0 6,0 – 9,0 1000 10 75 30
Ferro e Aço:
Laminação a
quente
5 – 9
Laminação a frio 5 – 9 10
Diversas:
Frutas e
vegetais
enlatados
5 250 250 250 0,2 0,2 10 6,5 – 8,5 250 500 10 50 100
Refrigerantes 10 85 0,3 0,05
Curtimento de
couro
5 250 150 50 6,0 – 8,0 60
Cimento 400 250 25 0,5 0 6,5 – 8,5 250 600 500 35
Fonte: NEMEROW & DASGUPTA (1991).
23
Tabela 7 Padrão de qualidade recomendado para água de resfriamento e
geração de vapor
Parâmetro*
Água de
resfriamento
Geração de Vapor
Caldeira de
baixa pressão
(<10 bar)
Caldeira de
média pressão
(10 a 50 bar)
Caldeira de
alta pressão
(> 50 bar)
Cloretos 500 + + +
Sólidos
dissolvidos
totais
500 700 500 200
Dureza 650 350 0,1 0,07
Alcalinidade 350 350 100 40
pH 6,9 a 9,0 7,0 a 10,0 8,2 a 10,0 8,2 a 9,0
DQO 75 5,0 5,0 1,0
Sólidos
suspensos
totais
100 10 5 0,5
Turbidez 50 x x x
DBO 25 x x x
Compostos
Orgânicos ++
1,0 1,0 1,0 0,5
Nitrogênio
amoniacal
1,0 0,1 0,1 0,1
Fosfato 4,0 x x x
Sílica 50 30 10 0,7
Alumínio 0,1 5,0 0,1 0,01
Cálcio 50 + 0,4 0,01
Magnésio 0,5 + 0,25 0,01
Bicarbonato 24 170 120 48
Sulfato 200 + + +
Cobre x 0,5 0,05 0,05
Zinco x + 0,01 0,01
Substâncias
extraídas em
tetracloreto de
carbono
x 1 1 0,5
Sulfeto de
hidrogênio
x + + +
Oxigênio
dissolvido
x 2,5 0,007 0,0007
* Limites recomendados em mg/L exceto para pH e Turbidez, que são
expressos em unidades e UT, respectivamente.
+ Aceito como recebido, caso sejam atendidos outros valores limites.
++ Substâncias ativas em azul de metileno
Fonte: CROOK (1996).
24
Tabela 8 Diretrizes sugeridas pela USEPA para reúso de efluentes municipais
Tipos de reúso Tratamento Parâmetro Padrões Monitoramento Distâncias de
segurança
Agrícola para
irrigação de culturas
não comestíveis
- Secundário
- Desinfecção
- pH
- DBO
- Sólidos
Suspensos
- Coliformes
Fecais
- CLR
6 a 9
≤ 30 mg/L
≤ 30 mg/L
≤ 200 mg/L / 100
mL
≥ 1 mg/L
Semanal
Semanal
Diário
Diário
Contínuo
- 90 metros de poços
de abastecimento
potável
- 30 metros de áreas
com acesso de público
Recreacional
(contato direto)
- Secundário
- Filtração
- Desinfecção
- pH
- DBO
- Turbidez
- Coliformes
Fecais
- CLR
6 a 9
≤ 10 mg/L
≤ 2 UNT
ausente
≥ 1 mg/L
Semanal
Semanal
Contínuo
Diário
Contínuo
- 150 metros de poços
de abastecimento
potável, se o fundo do
lago não for selado
Industrial para
resfriamento sem
recirculação
- Secundário - pH
- DBO
- Sólidos
Suspensos
- Coliformes
Fecais
- CLR
6 a 9
≤ 30 mg/L
≤ 30 mg/L
≤ 200 mg/L / 100
mL
≥ 1 mg/L
Semanal
Semanal
Diário
Diário
Contínuo
- 90 metros de áreas
com acesso de público
Industrial para
resfriamento com
recirculação
- Secundário
- Desinfecção Variáveis, dependendo da taxa de recirculação
- 90 metros de áreas
com acesso de público,
que pode ser reduzido
em função do nível de
desinfecção
25
Tabela 8 Cont.
Tipos de reúso Tratamento Parâmetro Padrões Monitoramen
to
Distâncias de
segurança
Industrial para
outros usos
Depende do tipo de uso
Ambiental - Variável
- Secundário
- Desinfecção
Variável mas não
excedendo:
- DBO
- Sólidos
Suspensos
- Coliformes
Fecais
Variável mas não
excedendo:
≤ 30 mg/L
≤ 30 mg/L
≤ 200 mg/L / 100
mL
Semanal
Diário
Diário
CLR – Cloro Livre Residual
FONTE: adaptado de USEPA (1992).
26
De acordo com CECCHIN (2003), é considerada água com
potencialidade de reúso industrial aquela em que os valores de suas
concentrações não ultrapassem os limites impostos às características da água.
A Tabela 9, abaixo, apresenta os parâmetros e os limites recomendados para
reúso de água industrial.
Tabela 9 Parâmetros e limites recomendados para reúso de água industrial
PARÂMETRO LIMITE RECOMENDADO
Alcalinidade (mg CaCO
3
/L) 350
Cloro (mg/L) 500
Demanda química de oxigênio (mg O
2
/L) 75
Demanda bioquímica de oxigênio (mg O
2
/L) 25
Dureza 650
pH 6,9 - 9,0
Sólidos suspensos totais (mg/L) 100
Sólidos totais dissolvidos (mg/L) 500
Turbidez (UT) 50
Fonte: adaptado de CECHINN (2003)
Nas Tabelas 10 e 11, são apresentados parâmetros característicos
usados para água de reúso, cujos usos preponderantes são: descarga de
bacias sanitárias, lavagem de pisos, lavagem de veículos e, ainda, para fins
ornamentais, como chafarizes ou espelhos d’água, citados por SAUTCHÚK et.
al. (2005), que caracteriza esta água de reúso como sendo “Classe 1” e,
também, os parâmetros de qualidade requeridos para água de reúso nas
diversas categorias de reúso de esgotos municipais, dentre elas, a água de
reúso utilizada para fins de proteção de incêndio, é classificada como reúso
urbano irrestrito, apresentados pela Agência de Proteção Ambiental Norte
Americana, USEPA (1992).
Tabela 10 Parâmetros característicos para água de reúso Classe 1
Parâmetros Concentrações
Coliformes fecais1 Não detectáveis
pH Entre 6,0 e 9,0
27
Cor (UH) ≤ 10 UH
Turbidez (UT) ≤ 2 UT
Odor e aparência Não desagradáveis
Óleos e graxas (mg/L) ≤ 1 mg/L
DBO
5
(mg/L) ≤ 10 mg/L
Compostos orgânicos voláteis3 Ausentes
Nitrato (mg/L) < 10 mg/L
Nitrogênio amoniacal (mg/L) ≤ 20 mg/L
Nitrito (mg/L) ≤ 1 mg/L
Fósforo total4 (mg/L) ≤ 0,1 mg/L
Sólido suspenso total (SST) (mg/L) ≤ 5 mg/L
Sólido dissolvido total5 (SDT) (mg/L) ≤ 500 mg/L
FONTE: SAUTCHÚK et. al (2005).
Tabela 11 Critérios aplicados para irrigação de áreas de acesso irrestrito e
restrito em vários países
Parâmetro
Chipre Israel
Arábia
Saudita
IAI* IAR** IAI IAR IAI
pH - - - - 6,0 a 8,4
SST 10 mg/L 45 mg/L 10 mg/L 20 mg/L 10 mg/L
DBO 15 mg/L 30 mg/L 15 mg/L 35 mg/L 10 mg/L
OD - - 0,5 mg/L 0,5 mg/L -
Coliformes
Fecais
100/100m
L
1000/100mL - - -
* IAI – Irrigação de Acesso Irrestrito
** IAR – Irrigação de Acesso Restrito
FONTE: adaptado de USEPA (1992) citado por TOSETTO (2005)
3.6 Cooperativa Agroindustrial Lar
A história da Cooperativa LAR teve seu início no ano de 1956, quando
migrantes dos Estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina colonizaram o
Oeste do Paraná. A Cooperativa foi fundada em 19 de março de 1964 por 55
(cinqüenta e cinco) agricultores, pequenos proprietários rurais no município de
Missal, Estado do Paraná. Na Assembléia Geral de Fundação, a Cooperativa
recebeu, inicialmente, o nome de Cooperativa Agrícola Mista CIPAL LTDA –
COMASIL (MARIN, 2005).
28
Durante 14 anos, a COMASIL teve sua sede administrativa no
município de Missal. No início de 1970, sua sede administrativa foi transferida
para o município de Medianeira, Estado do Paraná, visando melhor atender
aos programas de expansão do Oeste do Paraná, e também, pelo fato de
Medianeira localizar-se no eixo rodoviário que interliga o extremo-oeste do
Estado com as demais regiões. No ano de 1973, com a reforma do Estatuto
Social, ocorreu a mudança da razão social de COMASIL para Cooperativa
Agropecuária Três Fronteiras LTDA – COTREFAL.
A Cooperativa Agropecuária Três Fronteiras LTDA (COTREFAL)
decidiu mudar, em 27 de julho de 2001, a razão social para Cooperativa
Agroindustrial LAR, com a sigla “LAR”.
A Cooperativa Agroindustrial LAR atua em agronegócios,
comercializando produtos agropecuários, industrialização de soja, mandioca,
vegetais congelados e enlatados, aves, comercialização de produtos da área
de supermercados e insumos agrícolas. Seu ramo de atividades econômicas e
produtivas é assim subdividido:
a) Unidades Industriais:
Industrialização da mandioca - Missal, PR;
Industrialização de soja e empacotamento de produtos agrícolas
comestíveis - Céu Azul, PR;
Industrialização de aves e carnes - Matelândia, PR;
Industrialização de vegetais congelados e conservas -
Itaipulândia, PR;
Industrialização de rações - Medianeira e Santa Helena, PR.
b) Produção de Leitões - Itaipulândia;
c) Produção de Matrizes de Suínos - Medianeira;
d) Unidade de Beneficiamento de Sementes de soja - Xanxerê, SC;
e) Unidade de Beneficiamento de Sementes de soja - Iguatemi,
Maracaju, Aral, Moreira e Amambaí, MS.
f) Unidade de Beneficiamento de Sementes de trigo e aveia -
Medianeira;
g) Matrizeiro e Incubatório de pintainhos - Santa Helena;
h) Rede de Supermercados na área de ação da LAR;
29
i) Postos de Combustíveis - Medianeira e Boa Vista, município de Céu
Azul.
Sua política de gestão contempla desde a plantação até a
comercialização dos produtos e serviços produzidos pelo seu quadro de
associados, bem como formação, capacitação e desenvolvimento de seus
funcionários e associados (SERRAGLIO, 2005).
MARIN (2005) cita que em 1991 a Cooperativa implantou o programa
de industrialização, mudando seu perfil de uma “cooperativa basicamente
agrícola para uma cooperativa produtora de alimentos industrializados”,
considerando o processo de globalização da economia e as novas alternativas
e nichos de mercado, geração de trabalho e renda.
30
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Descrição do local da pesquisa
4.1.1 Dados gerais da Unidade Industrial de Vegetais - UIV
O trabalho experimental foi realizado na Cooperativa Agroindustrial
LAR, Unidade Industrial de Vegetais (UIV), localizada no município de
Itaipulândia, região oeste do Estado do Paraná. Essa unidade foi inaugurada
em 1998, ocupa atualmente uma área construída de aproximadamente 7.120
m
2
e conta com um quadro de 150 colaboradores diretos que operam em três
turnos de trabalho. A agroindústria tem como objetivo viabilizar as pequenas
propriedades rurais lindeiras ao lago da Usina Hidrelétrica de Itaipu, otimizando
a mão-de-obra das famílias associadas e agregando valor à produção da
região.
Atualmente, a indústria possui uma capacidade instalada para
processar cerca de 450 toneladas/mês de vegetais, em duas linhas principais
de produtos: os congelados e os enlatados, conforme destacado na Tabela 12.
Tabela 12 Variedades de produtos processados na UIV
Vegetais congelados Vegetais enlatados
Abóbora Abóbora
Batata-cubo e Batata palito Azeitona
Brócolis Dueto (milho verde e ervilha)
Cenoura Ervilha
Couve-flor Feijão
Ervilha Pepino
Mandioca palito e tolete Milho verde
Milho verde Seleta de legumes
Polenta Mix
Fonte: LAR (2006).
31
A unidade industrial possui certificação ISO 9001:2000, em cadeia
integral, oferecendo ao consumidor produtos 100% naturais, sem
conservantes, o que garante a manutenção do sabor natural e de sua
qualidade, de acordo com as conformidades e exigências do mercado nacional
e internacional. Atualmente, sua posição no mercado é privilegiada, pois ocupa
o primeiro lugar no ranking de maior indústria do país que processa enlatados e
congelados.
4.1.2 Delimitação do trabalho
Conforme apresentado na Tabela 12, a indústria opera com uma
variada gama de produtos vegetais enlatados e congelados, entretanto, o
processamento depende de fatores sazonais (período de safra), mercado,
entre outros. Dessa forma, para efeitos desta pesquisa, durante a coleta de
dados de campo, a indústria estava processando milho enlatado e congelado e
brócolis congelado, sendo, então, esses os produtos analisados.
O alvo desta pesquisa foi realizar uma avaliação do consumo da água
utilizada no processamento industrial dos vegetais, não sendo consideradas as
águas que abastecem a caldeira, os banheiros e aquelas incorporadas nos
produtos, como salmoura e congelamento.
4.1.3 Metodologia utilizada
Para realização do trabalho foram executadas as seguintes atividades:
a) Visita a indústria: o processo de coleta de dados iniciou-se com visitas a
unidade industrial, em que foram levantadas todas as atividades desenvolvidas,
bem como, quais tipos de vegetais estariam sendo processados no período, os
sistemas de abastecimento de água e de tratamento de efluentes, entre outros.
32
b) Elaboração dos fluxogramas do processo industrial: após definição dos
vegetais a serem estudados (milho enlatado e brócolis congelado), foram
elaborados de forma cuidadosa, com base nos fluxogramas existentes na
unidade, fluxogramas de todas as etapas de industrialização desses vegetais,
visando a identificação dos processos que fazem uso da água.
c) Avaliação do consumo de água: foi realizado o levantamento do consumo da
água de processo durante o enlatamento do milho e o congelamento do
brócolis. Foram identificados 25 pontos de consumo de água dentro dos
processos industriais estudados e mais um ponto que abastece toda a unidade,
denominado de cisterna, conforme apresentado nas Tabelas 13 e 14. Tais
pontos foram definidos em função da relevância quanto ao consumo de água e
estão dispostos nas tabelas de acordo com sua localização em cada etapa
produtiva. Deve-se salientar que não foram contabilizados consumos nas
instalações sanitárias, caldeira, entre outros.
Tabela 13 Pontos de consumo de água do processamento do milho enlatado
Etapa Ponto Descrição do ponto
0 Cisterna
Despalhamento 1 Tanque de despalhamento (externo)
2 Bicos da despalhadeira externa
Lavagem 3 Bicos da lavagem da espiga (parte externa)
Desgranamento
4 Tanque do desgranador
5 Alimentador do tanque do desgranador
Lavagem dos
grãos;
classificação
mecânica
6 Bicos do lavador do caracol (em cima)
7 Bicos da lavagem da peneira de baixo
8 Bicos de lavagem da peneira superior
9 Tanque debaixo do caracol
10 Volume do último tanque da seção de
lavagem
11 Alimentador do último tanque da seção de
lavagem
12 Cano de saída da lavagem (no chão)
Branqueamento 13 Volume do tanque do branqueador rotativo
14 Saída do cano do branqueador rotativo para
a lagoa
Envase 15 Bicos para esterilização de embalagem vazia
Esterilização 16 Tanque de esterilização de lata cheia
33
Tabela 14 Pontos consumo de água do processamento do brócolis congelado
Etapa Ponto Descrição do ponto
Armazenagem 17 Hidratação do brócolis na armazenagem
Lavagem 18 Tanque de lavagem do brócolis
Branqueamento
19 Tanque do branqueamento contínuo
20 Selo d’água do branqueador contínuo
21 Reposição de água no tanque do
branqueador contínuo
Resfriamento 22 Tanque de resfriamento
Sanitização 23 Esteira de sanitização anterior ao túnel de
congelamento
Congelamento 24 Degelo do túnel de congelamento
Estocagem 25 Degelo das câmaras de congelamento
Em cada ponto foram realizadas duas medições de vazão. Para isso,
utilizou-se um cronômetro digital e recipiente de volume conhecido. Não foi
possível a instalação de hidrômetros devido às particularidades das operações
unitárias, uma vez que elas não contam com malhas de medição ou controle de
registro instalado.
Os dados encontrados foram convertidos em volume (m
3
) e massa
(tonelada) de água consumida ou produzida diariamente. Para isso,
considerou-se a jornada de trabalho, igual a 17,6 horas, equivalente a dois
turnos de 8 horas e 48 minutos para os pontos com uso contínuo de água. Já
para os pontos que correspondem a volume de tanques, em que há
recirculação de água, os dados foram multiplicados por 4, uma vez que esta
água é renovada a cada 4 horas de trabalho.
d) Elaboração do balanço de massa em cada linha: o balanço de massa pode
ser uma ferramenta de gestão útil para a avaliação dos processos produtivos, a
fim de quantificar as matérias-primas consumidas, os produtos, subprodutos e
resíduos gerados. Desta forma, foram considerados como inputs, as matérias-
primas, que correspondem ao milho, ao brócolis e à água que alimenta o
sistema de produção; e os outputs, compostos pelos resíduos sólidos,
efluentes líquidos e, ainda, os produtos finais: milho enlatado e brócolis
congelado (LIMA, 2001).
34
A confecção do balanço de massa, somada as informações detalhadas
e particularidades de cada etapa dos processos estudados foi a base para
determinar as áreas mais críticas em relação ao consumo de água e sua
contribuição na geração de efluentes, para posterior identificação e avaliação
técnica de possibilidades de reúso de água.
e) Análises físico-química e microbiológica: de posse dos dados dos volumes
consumidos em cada etapa, foram coletadas amostras dos pontos que
apresentavam maiores potencialidades de reúso, em função da quantidade e
do tipo de uso da água. As amostras foram encaminhadas ao Laboratório
Central da Cooperativa para realização de análise físico-química e
microbiológica da água. Foram avaliados os seguintes parâmetros:
• Alcalinidade (método titulométrico);
• Coliformes termotolerantes (NMP);
• Condutividade elétrica (condutivímetro);
• Dureza (método titulométrico);
• Potencial hidrogeniônico (potenciômetro);
• Turbidez (turbidímetro nefelométrico).
35
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Este capítulo está estruturado em três partes distintas: na primeira,
tem-se a descrição detalhada dos dois processos industriais estudados; na
segunda, são discutidos os resultados do consumo de água nas duas linhas
produtivas e, em seguida, são apresentadas as potencialidades de reúso
identificadas nas etapas pesquisadas.
5.1 Descrição dos processos industriais
Conforme citado, o processamento industrial dos vegetais se dá
basicamente em duas linhas principais: a que produz vegetais congelados e a
que opera com vegetais enlatados.
As fases que compõem o processamento de vegetais enlatados,
listadas na seqüência, descrevem de forma generalizada as etapas envolvidas,
no entanto vale ressaltar, que cada vegetal possui suas particularidades que
são acrescidas no decorrer das atividades de enlatamento. Sendo assim tem-
se as seguintes etapas: (i) recepção e classificação da matéria-prima; (ii)
preparo preliminar; (iii) lavagem; (iv) classificação mecânica; (v)
branqueamento; (vi) seleção; (vii) enlatamento; (viii) recravação; (ix)
esterilização; (x) secagem e encaixotamento; (xi) estocagem e; (xii)
comercialização.
De modo genérico, o processo de congelamento de vegetais é
composto pelas seguintes etapas: (i) recepção da matéria-prima e preparo
preliminar; (ii) lavagem; (iii) seleção e classificação; (iv) operações
complementares do preparo da matéria-prima (corte); (v) branqueamento; (vi)
resfriamento; (vii) congelamento; (viii) embalagem; (ix) armazenamento
congelado (estocagem) e; (x) comercialização.
O lay out das linhas de produção permite industrializar paralelamente
matérias-primas congeladas e enlatadas, desde que sejam de diferentes
vegetais, pois não é possível operar conjuntamente as linhas de enlatados e
36
congelados, com um mesmo tipo de matéria-prima. Este procedimento
acontece para que as máquinas sejam otimizadas da melhor forma possível, no
entanto, a operacionalização destas linhas de produção concomitantemente
depende da sazonalidade dos produtos, ou seja, de sua safra durante o ano.
Por outra forma, tem-se ainda a opção de se congelar qualquer tipo de vegetal
sem que a linha de enlatados esteja em funcionamento.
Para exemplificar este arranjo, tem-se que, quando a unidade
industrial opera com milho enlatado, por exemplo, um vegetal diferente deve
ser congelado, uma vez que para o processamento do milho, a fase de
preparação da matéria-prima é a mesma e, portanto, esta não consegue
atender a demanda das duas linhas produtivas.
5.1.1 Descrição do processamento do milho enlatado
O processo de enlatamento de milho segue as seguintes etapas:
Recepção e classificação da matéria-prima
A matéria-prima é transportada in natura até a indústria por meio de
caminhões que são pesados e, no mesmo momento, são recolhidas amostras
com o objetivo de classificar o milho de acordo com os critérios de controle de
qualidade. Essa etapa pode ser visualizada na Figura 3.
37
Figura 3 Pátio de recebimento do milho.
Despalhamento
Esta etapa inicia-se quando a matéria-prima é encaminhada a um
tanque contendo água aquecida a uma temperatura de aproximadamente 95ºC
(Figura 4), permanecendo na unidade por alguns minutos. A seguir, as espigas
percorrem um túnel de vapor, onde a palha é retirada por despalhadeiras
mecânicas. Essa palha é separada, passa por um processo de moagem em
triturador e segue para a área externa da indústria.
Lavagem
Após o despalhamento, as espigas recebem jatos de água aquecida a
uma temperatura de 40ºC, conforme apresentado na Figura 5. Nesta etapa, é
realizada, também, a seleção manual das espigas que não foram
completamente despalhadas.
38
Figura 4 Tanque de despalhamento mecânico.
Figura 5 Lavagem das espigas.
Desgranamento
39
Após a lavagem e seleção, as espigas são encaminhadas por meio de
esteiras até a unidade desgranadeira, na qual os grãos são retirados
mecanicamente. A alimentação das espigas é realizada manualmente. Os
sabugos são encaminhados até um triturador, transformados em subprodutos e
posteriormente comercializados. A Figura 6 traz uma vista parcial da esteira de
alimentação da desgranadeira.
Figura 6 Vista parcial da etapa de desgranamento.
Lavagem dos grãos e classificação mecânica
Nesta fase, acontece a lavagem dos grãos (Figura 7), em água
aquecida a temperatura de 60ºC a 70ºC, com o objetivo de retirar os “cabelos”,
40
películas e outras impurezas. Em seguida acontece o processo de seleção dos
grãos por tamanho, através de anteparos e peneiras rotatórias (Figura 8).
Figura 7 Lavagem dos grãos.
Figura 8 Classificação mecânica dos grãos em peneiras rotatórias.
Inspeção e Seleção
41
Nesta etapa, os grãos são novamente selecionados retirando-se
aqueles que apresentam algum defeito, tais como resíduos de palha, grãos
escuros ou outras impurezas.
Branqueamento
O branqueador é um equipamento rotativo (Figura 9), contendo um
reservatório de água aquecida por serpentina, a uma temperatura que varia
entre 70ºC a 90ºC. À medida que o tambor gira, os grãos são forçados a
atravessar a unidade em contato com a água aquecida. Ao final, o produto
passa por uma etapa de resfriamento com a aspersão de água fria. O tempo
total dessa etapa tem duração de aproximadamente 3 a 5 minutos.
Figura 9 Detalhe do branqueador rotativo.
Seleção
42
Essa nova seleção da matéria-prima tem como objetivo retirar os grãos
que ainda estejam fora dos padrões de qualidade ou com a presença de
possíveis resíduos remanescentes.
Envase
Na seqüência, os grãos são encaminhados, por uma esteira elevatória,
até a envasadora rotativa automática. Nesta etapa, as latas são alimentadas
por um despalitizador, que adiciona o milho até atingir o peso líquido drenado
da embalagem, que é de 200 gramas. Depois de cheias, as latas são
conduzidas automaticamente para a complementação do volume com
salmoura, atingindo assim o peso líquido de 300 granas. As latas com o milho
passam por uma salmoureira, que adiciona a salmoura a uma temperatura de
85ºC. A Figura 10 ilustra o momento em que as latas são encaminhadas para a
envasadora.
Figura 10 Transporte das latas até a envasadora.
Recravação
43
Nesta etapa ocorre a colocação das tampas e o fechamento das latas
em recravadeira automática.
Esterilização
Depois de fechadas, as latas são colocadas numa embalagem
intermediária, denominada cesto, para serem conduzidas ao processo de
esterilização. Essa etapa ocorre em autoclave (Figura 11), com temperatura
aproximada de 122ºC por um período de 1h10min, objetivando o cozimento e a
esterilização do milho.
Figura 11 Detalhe da autoclave utilizada para esterilização e cozimento.
Resfriamento
44
O resfriamento é realizado na própria autoclave ou em tanque
separado, por meio de recirculação de água fria, até que a temperatura da lata
atinja cerca de 35ºC.
Secagem e codificação da embalagem
Após saírem da autoclave, as latas são encaminhadas para secagem
por meio da aspersão de ar comprimido, visando à retirada da umidade externa
(Figura 12). Posteriormente, as tampas superiores das latas recebem o
carimbo da codificação que compreende a data de fabricação, prazo de
validade, número do lote e hora de processamento.
Figura 12 Etapa de secagem externa das latas.
Seleção e encaixotamento
45
Nesta etapa, as latas são selecionadas manualmente retirando-se as
amassadas, com erro de litografia, ou outros defeitos. Aquelas que são
aprovadas seguem para encaixotamento e paletização.
Estoque e expedição
Nesta etapa, as latas ficam armazenadas até serem liberadas para o
carregamento.
O fluxograma do processamento de milho enlatado pode ser
visualizado na figura 13, apresentada na seqüência.
46
Figura 13 Fluxograma do processamento de milho enlatado.
47
Envase
Recravação
Inspeção e Seleção
Branqueamento
Seleção
Lavagem dos
Grãos e classificação
mecânica
Desgranamento
Recepção e Classificação
da matéria-prima
Despalhamento
Lavagem
Estoque e Expedição
Resfriamento
Esterilização
Secagem e Codificação
da embalagem
Seleção e
Encaixotamento
5.1.2 Descrição do processamento do brócolis congelado
Recepção e classificação da matéria-prima
A recepção da matéria-prima inicia-se quando o brócolis in natura
chega a indústria, transportado em caminhões. Após o descarregamento, o
brócolis é resfriado a uma temperatura controlada entre 0º a 10ºC. Em seguida,
realiza-se o laudo de recebimento e a classificação do produto.
Preparo ou corte
O preparo da matéria-prima é realizado na parte externa da unidade
industrial, conhecida como área suja. Em mesas apropriadas de aço inox, os
floretes do brócolis são cortados, em medidas padronizadas, com comprimento
que varia entre 2,0 a 7,0 cm e diâmetro na faixa de 3,0 a 7,0 cm, retirando-se
os talos. A Figura 14 ilustra o processo de corte dos floretes de brócolis.
Figura 14 Detalhe das mesas de corte do brócolis.
48
Acondicionamento
A matéria-prima já cortada em floretes é colocada em caixas plásticas
e deixada na câmara de resfriamento, a uma temperatura de aproximadamente
5ºC, até o momento do processamento. Nesse período, os floretes são
molhados periodicamente com água potável, para evitar que fiquem com
aspecto murcho.
Lavagem
Conforme a demanda, os floretes são colocados em uma esteira
(Figura 15) e chegam ao tanque de lavagem (Figura 16) que contém água
clorada a uma concentração de 2 mg/L, à temperatura ambiente.
Figura 15 Vista da esteira que encaminha os floretes para o tanque de
lavagem.
49
Figura 16 Vista superior do tanque de lavagem dos floretes de brócolis.
Branqueamento
Esta etapa consiste em imergir, por meio de uma esteira com
velocidade de 50 a 54 Hz os floretes em água aquecida a uma temperatura de
95ºC, por um tempo de 15 minutos (Figura 17). A cada hora, é realizado um
teste enzimático para verificar a eficiência do branqueamento, conforme padrão
específico. Esta operação tem por finalidade inativar enzimas, destruir a
microflora contaminante, fixar a cor do produto e retirar o ar dos tecidos.
50
Figura 17 Vista do tanque de branqueamento contínuo da linha de congelados.
Resfriamento
Após o branqueamento, o produto permanece na mesma esteira e
passa por chuveiros com aspersão de água a temperatura ambiente, até o seu
resfriamento (Figura 18).
51
Figura 18 Vista parcial do tanque de resfriamento da linha de congelados.
Inspeção final
Ao sair do tanque, os floretes passam por uma avaliação visual, com o
objetivo de retirar os floretes que apresentam alterações ou que estejam fora
dos padrões de qualidade exigidos.
Congelamento IQF (Individuality Quick Frozen)
Os floretes são congelados em esteira contínua, com líquido de
refrigeração a base de amônia. Na entrada do túnel de congelamento, a
temperatura está na faixa de 25ºC. O processo de pré-congelamento inicia-se
em esteira com maior velocidade e tempo de permanência do produto de
aproximadamente 4 a 6 minutos. Em seguida, os floretes de brócolis seguem
para a esteira de congelamento, que possui menor velocidade e o tempo de
permanência na faixa de 6 a 8 minutos. A temperatura do produto, na saída do
túnel, fica em aproximadamente – 18ºC.
52
Embalagem
O acondicionamento dos produtos acontece em duas etapas: a
primeira ocorre na saída do túnel de congelamento, em sacos de polietileno de
baixa densidade (PEBD) de 13 kg que são costurados e encaminhados para a
câmara de estocagem. Em seguida, os produtos são embalados em caixas de
papelão resistente, conforme a demanda de mercado, em embalagens de de
500g e 1 kg. Nas embalagens são identificados o peso líquido do produto, o
número de lote, a data de fabricação e o prazo de validade.
Estocagem e expedição
As embalagens são estocadas em uma câmara frigorífica, a
temperatura próxima de -18ºC, até o momento da expedição, considerando o
prazo de validade do produto que é de no máximo 24 meses.
53
As principais etapas de processamento do brócolis são apresentadas na
Figura 19.
Figura 19 Fluxograma do processamento de brócolis congelado.
54
Preparo e corte
Acondicionamento
Recepção e classificação da
matéria-prima
Lavagem
Branqueamento
Congelamento
Expedição
Embalagem
Estocagem
Inspeção final
Resfriamento
5.2 Sistema de abastecimento de água
Para atender a demanda de água da Unidade Industrial de Vegetais, é
utilizada como fonte de abastecimento água subterrânea proveniente de três
poços profundos. Cada poço possui uma capacidade média de produção de
23,46 m
3
/h, 10,80 m
3
/h e 4,62 m
3
/h, respectivamente, com períodos de
funcionamento de até 21 horas diárias. A água é armazenada em uma cisterna,
onde recebe cloro e bombeada para um reservatório elevado de onde distribuí
para toda a unidade industrial. Este ponto foi denominado de P0.
5.3 Consumo de água para o processo de enlatamento de milho
Na Tabela 15 são apresentados os volumes de água consumida nas
diferentes etapas do processamento de aproximadamente 93,1 toneladas de
milho enlatado.
Tabela 15 Volume médio de água consumido nas diversas etapas de
enlatamento de milho
Etapas do processo Ponto
Volume médio
(m
3
/dia)
Coeficiente de
variação (%)
Despalhamento
P1 9,42 0,0
P2 30,49 0,05
Lavagem P3 122,87 0,007
Desgranamento
P4 1,64 0,0
P5 6,33 0,0
Lavagem e classificação
mecânica
P6 50,26 0,01
P7 36,46 0,01
P8 30,82 0,03
P9 3,38 0,008
P10 1,04 0,0
P11 34,28 0,89
P12 63,36 0,0
Branqueamento
P13 21,13 0,42
P14 26,4 0,28
55
Tabela 15 Cont.
Envase P15 5,27 0,28
Esterilização P16 51,84 0,0
Durante a fase experimental, ao se analisar a quantidade de matéria-
prima in natura processada, observaram-se variações diárias substanciais,
devido ao fornecimento do milho. Desse total, aproximadamente 33% se
converteu em produto enlatado, e o restante, considerado resíduo sólido,
constituído de palha, sabugo e cabelos de milho, foi encaminhado por uma
esteira até um triturador e posteriormente vendido como subproduto aos
agricultores associados à Cooperativa, agregando valor no processo de
gerenciamento de resíduos. A Figura 20 mostra o triturador alimentando um
caminhão com esses resíduos.
Figura 20 Detalhe do triturador de resíduos de milho e do carregamento do
caminhão.
56
A Figura 21 apresenta a distribuição do consumo de água nas
diferentes etapas deste processo. Nota-se que a maior parcela da água é
utilizada para a lavagem, tanto da espiga quanto dos grãos, e também para o
transporte hidráulico.
Distribuição do consumo de água nas etapas do processo
de enlatamento de milho
10%
30%
2%
39%
5%
1%
13%
Despalhamento
Lavagem
Desgranamento
Lavagem e Classificação
Branqueamento
Envase
Esterilização
Figura 21 Distribuição do consumo de água nas diferentes etapas de
enlatamento de milho.
A Figura 22, na seqüência, traz o balanço de massa, em que são
apresentados os dados de entradas e saídas de água e resíduos sólidos.
57
Figura 22 Balanço de massa do processo de enlatamento de milho.
58
LEGENDA: Água Limpa Reúso/reciclo Efluente Líquido Resíduo Sólido
MILHO ENLATADO
331 kg
Secagem e
Codificação da
embalagem
Seleção e
encaixotamento
Despalhamento
Lavagem
Desgranamento
Lavagem dos
Grãos e classificação
mecânica
Inspeção e Seleção
Branqueamento
Seleção
Recepção e classificação
da matéria-prima
Envase
Recravação
Esterilização
Resfriamento
Estoque e Expedição
Reciclo
11 kg
Água limpa
86 kg
Água limpa
429 kg
Água limpa
1678 kg
Água limpa
227 kg
Água limpa
57 kg
Água limpa
557 kg
Reúso
1320 kg
Palha, sabugo,
cabelos de milho
669 kg
Efluente 557 kg
Efluente 284 kg
Efluente 429 kg
Efluente 86 kg
Efluente 1320 kg
Efluente 1678 kg
ENTRADAS
MILHO
1.000 kg
SAÍDAS
De acordo com o balanço realizado, a quantidade de matéria-prima
processada e utilizada como base de cálculo, foi de 93,1 toneladas, sendo que
33% foram convertidos em produto final e 67% foram descartados como
resíduos sólidos.
Como forma de tornar mais eficaz o processo produtivo, a UIV prima
pela otimização do uso das máquinas e equipamentos para maximizar os
rendimentos da linha de produção. Para tanto, eventualmente ocorrem o
processamento de vegetais congelados e milho enlatado concomitantemente.
Quando isso acontece há um reúso significativo de água, de uma linha para
outra, logo, tem-se aí um cenário de grande relevância para o presente
trabalho. Assim, no processo de enlatamento de milho, o total de água limpa
consumida, convertida em massa, foi de 282,36 toneladas.
Das 282,36 toneladas de água limpa que alimentam o processo de
enlatamento de milho, a etapa de despalhamento necessita de 429 kg de água
para processar 1 tonelada de milho.
Para a etapa de lavagem, denominada de P3, há um consumo mais
expressivo, ou seja, para cada tonelada de milho processado são gastos 1.320
kg de água. Nesta etapa, quando a indústria opera simultaneamente com as
linhas de enlatado e congelado, é praticado o reúso da água, proveniente do
sistema de resfriamento da linha de congelados.
A água reutilizada na lavagem das espigas, ponto denominado de P3,
que representa 30% do total consumido para o processo de enlatados, é
proveniente da etapa de resfriamento, da linha de congelados. Este reúso
acontece toda vez que as duas linhas estão em operação e independe do tipo
de matéria-prima que está sendo resfriada na linha de congelados, pois a etapa
de lavagem das espigas requer qualidade inferior àquela água do resfriamento,
portanto, salienta-se a importância de dar continuidade a este procedimento,
para a redução da captação de água limpa.
A redução no consumo de água captada da cisterna é significativa,
pois quando o reúso acontece, o consumo total está estimado em 282,36
toneladas de água, o que significa dizer que para cada tonelada de milho a ser
enlatado, tem-se a utilização de 3034 kg de água. Quando este reúso não é
possível, o volume, em termos de massa, necessário para suprir as
necessidades hídricas de cada etapa é de 405,23 toneladas, isso quer dizer
59
que para cada tonelada de milho que será enlatado, há um consumo de 4354
kg de água limpa.
Para a etapa de desgranamento há um baixo consumo de água,
representando apenas 2% do total demandado. Além disso, uma vez
alimentado, a água do tanque é recirculada. Nesta fase, não se identifica
possibilidade de reúso, pois a água apresenta-se com elevada concentração de
sólidos, conforme pode ser observado na Figura 23.
Figura 23 Detalhe do aspecto da água no tanque de desgranamento.
De acordo com o gráfico (Figura 21) e o balanço de massa (Figura 22),
merece destaque a operação de lavagem e classificação mecânica dos grãos,
pois representa cerca de 39% da água utilizado em todo o processo de
enlatamento. Para esta etapa, cada tonelada de milho produzido, consome
aproximadamente 1678 kg de água.
Nas etapas de branqueamento e envase, são consumidos cerca de
5% e 1% do total de água gasta pelo processo, respectivamente, não se
configurando em ponto crítico. Vale ressaltar que a água utilizada na etapa de
envase corresponde ao processo de esterilização da embalagem ainda vazia.
60
A operação de esterilização de embalagens fechadas consome 13%
do total da água demandada, ou seja, para processar 1 tonelada de milho é
necessário 557 kg de água. Apesar deste percentual não ser significativo em
relação às etapas de lavagem e classificação mecânica dos grãos, pode-se
considerar um ponto com elevada potencialidade de reúso, já que esta água
não entra em contato direto com o produto e é utilizada uma única vez, sendo
em seguida descartada para a linha do sistema de tratamento. Durante as
medições observou-se que a água apresenta-se límpida, não sendo notada a
presença de sólidos suspensos ou decantáveis.
5.4 Consumo de água para o processo de congelamento de brócolis
O processo de congelamento do brócolis é sazonal, entre junho a
agosto. Do total de matéria-prima que chega a agroindústria, cerca de 75% se
transformam em produto, sendo o restante compreendido pelos resíduos
sólidos formados pelos talos. Estes por sua vez são doados aos agricultores
associados.
Para o processamento de 10,7 toneladas de brócolis, o consumo de
água nas diversas etapas do processo é apresentado na Tabela 16.
Tabela 16 Volume médio de água consumido nas diversas etapas de
congelamento do brócolis
Etapas do processo Ponto
Volume médio
(m
3
/dia)
Coeficiente de
variação (%)
Acondicionamento P17 8,01 0,01
Lavagem P18 2,30 00,0
Branqueamento
P19 3,80 0,0
P20 5,28 0,47
P21 3,60 0,0
Resfriamento P22 270,75 0,57
Congelamento
P23 47,52 0,47
P24 10,80 0,0
Estocagem P25 2,25 0,0
61
Observa-se que foram consumidos cerca de 354,31 m
3
de água, com
média de aproximadamente 33,10 m
3
de água por tonelada de matéria-prima
processada. A Figura 24 apresenta a distribuição do consumo de água nas
diferentes etapas do processo. Constata-se que, desse total, a maior parcela
de água (76%) é utilizada na etapa de resfriamento.
Distribuição do consumo de água nas etapas do processo
de congelamento de brócolis
2%
4%
76%
13%
3%
1%
1%
Hidratação na armazenagem
Tanque de lavagem
Branqueamento
Resfriamento
Inspeção final (sanitização)
Degelo no túnel de congelamento
Degelo na câmara de estocagem
Figura 24 Distribuição do consumo de água nas etapas do congelamento de
brócolis.
A Figura 25, na seqüência, apresenta o balanço de massa elaborado a
partir das entradas de matéria-prima e água e das saídas que compreendem o
produto final, resíduos sólidos e água residuária. Utilizou-se a unidade
funcional de 1.000 kg para a matéria-prima processada, sendo que
aproximadamente 76% foram convertidos em produto final e o restante
descartado como resíduos sólidos ou transportados com os efluentes para o
sistema de tratamento.
62
* água não incorporada ao processo produtivo, utilizada para fins de degelo
** pode ir para a lavagem das espigas de milho
Figura 25 Balanço de massa do processo de congelamento de brócolis.
63
Efluente 210 kg
LEGENDA: Água Limpa Reuso Efluente Líquido Resíduo Sólido
BRÓCOLIS
1.000 kg
SAÍDAS
ENTRADAS
BRÓCOLIS CONGELADO
757 kg
Expedição
Congelamento
(Degelo do túnel)
Estocagem
(Degelo da Câmara
fria)
Embalagem
Recepção e Classificação da
matéria-prima
Preparo e corte
Acondicionamento
Lavagem
Branqueamento
Inspeção final
Resfriamento
Água limpa
215 kg
Água limpa
748 kg
Água limpa
1185 kg
Água limpa*
210 kg
Água limpa
25.303 kg
Água limpa
4441 kg
Água limpa*
1009 kg
Efluente 215 kg
Folhas e talos
243 kg
Efluente 748 kg
Efluente 1185 kg
Efluente 5.450 kg
Lavagem do milho**
11.387 kg
Efluente 13.916 kg
Das 33,11 toneladas de água limpa por tonelada de brócolis in natura
que alimentam o processo, a etapa de hidratação da matéria-prima,
denominada também de “acondicionamento”, utiliza cerca de 748 kg de água.
Já para a etapa de lavagem, referente ao P18, tem-se que sua demanda
hídrica igualmente não é expressiva, representando 1% do consumo total, o
que significa dizer que para cada tonelada de brócolis processado, são gastos
215 kg de água.
Na etapa de branqueamento do brócolis, há um consumo que
representa cerca de 4% da demanda total de água, o que equivale, em termos
de massa, a 1185 kg por tonelada de matéria-prima.
Na seqüência, tem-se a etapa de resfriamento dos floretes de brócolis.
De acordo com a avaliação feita, e com base nas Figuras 24 e 25, esta fase é
classificada como um ponto crítico, por utilizar aproximadamente 76% da água
total consumida. Assim, nessa etapa, tem-se que para cada tonelada de
brócolis processado, são necessários 25.303 kg de água limpa. Entretanto,
deve-se destacar que, parte desse volume, ou seja, aproximadamente 45%,
podem ser reutilizados na linha que processa milho enlatado, especificamente
na etapa de lavagem da espiga.
Com o segundo maior consumo de água, tem-se a etapa de inspeção
final do produto, conhecida também como sanitização, que antecede o
congelamento. Aqui, a água desempenha dupla função; primeiramente é
utilizada para efetuar a sanitização do produto (Figura 26) e, em segundo lugar,
tem a função de fazer o degelo da esteira que leva o brócolis ao túnel de
congelamento. Para esta fase são necessários 4.441 kg de água limpa para
cada tonelada de brócolis processado, valor que representa 13% da demanda
total.
64
Figura 26 Vista parcial da etapa de sanitização antes do túnel de
congelamento.
Durante as medições, observou-se que esta água não apresentava
partículas em suspensão a ponto de torná-la visualmente turva, sendo
considerada então, um ponto com potencial de reutilização, podendo ser
encaminhada para a lavagem na área externa do pátio.
A água utilizada nas etapas de congelamento e estocagem, que
representa cerca de 4% do total demandado, é captada diretamente da
cisterna, e é utilizada para efetuar o degelo do túnel de congelamento e da
câmara fria. Esta água, considerada de boa qualidade, é utilizada uma única
vez e, em seguida, descartada para o sistema de tratamento de efluentes,
apresentando potencialidade de reúso em cascata.
A Tabela 17 apresenta um panorama geral sobre as quantidades de
matérias-primas processadas nas duas linhas produtivas, bem como apresenta
os valores de rendimento, consumo total de água e geração de resíduos
sólidos. Já a Tabela 18 apresenta uma comparação entre as duas linhas
estudadas, quanto ao seu consumo de água por kg de matéria-prima
processada, consumo de água por kg de produto final e ainda apresenta dados
65
comparativos da quantidade de resíduos sólidos gerados por kg de matéria-
prima e por produto final.
De acordo com os dados da Tabela 18, observa-se que a linha de
brócolis congelado apresenta um maior consumo de água por kg de matéria-
prima in natura, seguida do milho enlatado, sem e com reúso, respectivamente.
Quanto ao parâmetro kg de água consumida / kg de produto final, a
linha de milho enlatado apresenta um consumo menor, em função da sua alta
capacidade produtiva, superando a marca das 90 toneladas por dia.
Em termos de geração de resíduos sólidos, houve significativa
variação entre as linhas de milho enlatado e brócolis congelado, considerando
os parâmetros de kg de resíduo sólido / kg de matéria-prima e kg de resíduo
sólido / kg de produto final. Observou-se que a contribuição da linha de milho
enlatado é superior, apresentando 0,67 kg de resíduos sólidos / kg de matéria-
prima in natura e 2,03 kg de resíduos sólidos / kg de produto final. A linha de
brócolis congelado apresentou menores quocientes em termos de geração de
resíduos sólidos.
66
Tabela 17 Quantidades de matérias-primas, produtos, consumo de água e geração de resíduos sólidos para as duas linhas
produtivas
Parâmetro
Produtos
Milho Enlatado
Com reúso Sem reúso
Brócolis congelado
Matéria-prima (ton/dia) 93,10 93,10 10,70
Produto final (ton/dia) 30,72 30,72 8,10
Consumo de água (ton/dia) 282,46 405,33 354,28
Resíduos sólidos (ton/dia) 62,38 62,38 2,60
Tabela 18 Valores comparativos entre as duas linhas estudadas, quanto ao seu consumo de água por kg de matéria-prima
processada e por produto final e geração de resíduos sólidos por kg de matéria-prima processada e por kg de produto
final
Parâmetro
Produtos
Milho Enlatado Brócolis congelado
Com reúso* Sem reúso
kg água / kg matéria-prima in natura 3,03 4,35 33,11
kg água / kg produto final 9,16 13,19 43,74
kg resíduo sólido / kg matéria-prima in natura 0,67 0,67 0,24
kg resíduo sólido / kg produto final 2,03 2,03 0,32
(*) considerando-se o reúso da água, já realizado pela indústria, na etapa de lavagem das espigas, proveniente da etapa de
resfriamento de vegetais congelados.
67
5.5 Avaliação das possibilidades de reúso da água de processo na UIV
Diante dos dados que foram apresentados nos balanços de massa dos
dois processos produtivos, foram avaliados os pontos com maior consumo de
água e/ou que apresentavam melhor aspecto estético, a fim de se avaliar as
potencialidades de reúso da água utilizada na UIV.
A Tabela 19 apresenta as etapas selecionadas dos processos
estudados, os pontos específicos de coleta de água e as análises que foram
realizadas. As amostras foram coletadas nas tubulações de saídas desses
pontos.
Tabela 19 Pontos de coleta e tipo de análise realizada
PROCESSO PONTO TIPO DA ANÁLISE
PONTO 0
(Cisterna)
Alcalinidade
Condutividade elétrica
Dureza
pH
Turbidez
Enlatamento de
milho
PONTO 14
(Branqueador rotativo e
envase)
Alcalinidade
Condutividade elétrica
Dureza
pH
Turbidez
Enlatamento de
milho
PONTO 16
(Esterilização)
Alcalinidade
Condutividade elétrica
Dureza
pH
Turbidez
Congelamento
de brócolis
PONTO 22
(Resfriamento)
Alcalinidade
Coliformes termotolerantes
Condutividade elétrica
Dureza
pH
Turbidez
O balanço de massa realizado nos processos de enlatamento de milho
e congelamento de brócolis identificou 3 etapas que apresentam consumo de
68
água elevado ou potencial para reúso, sendo assim, denominados de “ponto
crítico”. O ponto 0 não é considerado como ponto crítico por se tratar da água
da cisterna que alimenta toda a unidade industrial, no entanto uma amostra de
água foi igualmente encaminhada para determinação dos parâmetros citados
na Tabela 19, para efeito de comparação. Já os pontos 14, 16 e 22 são
denominados pontos críticos.
A água utilizada nesses pontos é definida por MIERZWA (2002) como
sendo fluido auxiliar, ou seja, pode ser utilizada em diversas atividades,
destacando-se a preparação de suspensões e soluções químicas, compostos
intermediários, reagentes químicos, veículo, ou ainda, para as operações de
lavagem. O autor afirma ainda que, da mesma forma que a água utilizada como
matéria-prima, o grau de qualidade da água para uso como um fluido auxiliar
irá depender do processo a que esta se destina.
As características físico-químicas da água de cada ponto crítico estão
apresentadas na Tabela 20 e serão discutidas na seqüência.
Tabela 20 Características das águas de processo da UIV
PARÂMETRO
PONTOS DE COLETA
Milho
enlatado
Brócolis
congelado
0 14 16 22
Alcalinidade
100 180 40 100
Coliformes termotolerantes
(NMP org/100 mL)
NA NA NA ≤ 16
Condutividade elétrica (µ
S/cm)
203 1.055 152,2 225
Dureza total (mg CaCO
3
/L)
49,99 119 17,99 47,99
pH (unidade)
8,76 4,70 7,99 8,48
Turbidez (UT)
1,07 188 12,80 12,50
NA – Não aplicável
O uso da água na agroindústria de alimentos é intenso, envolvendo
desde a limpeza dos equipamentos e do ambiente até o processamento. A
água pode conter vários componentes dissolvidos ou em suspensão que lhe
69
conferem características específicas e que podem limitar o seu uso na
agroindústria por torná-la um veículo de contaminação do alimento,
particularmente, quando contém microrganismos e substâncias corrosivas e/ou
incrustadoras que causam danos aos equipamentos acima dos níveis
permitidos pela legislação sanitária (RESENDE, 2003).
De acordo com a Portaria MS n
o
. 518 de 25 de março de 2004, do
Ministério da Saúde, os resultados encontrados para a água da cisterna (Ponto
0) revelam que a mesma está em conformidade com os padrões de aceitação
para consumo humano, bem como atende aos padrões de qualidade para uso
industrial, para os parâmetros de alcalinidade, dureza, pH e turbidez. Vale
ressaltar que a análise microbiológica, para determinação de coliformes
termotolerantes não foi realizada, pois a água passa por processo de
desinfecção com a adição de cloro. Quanto à condutividade elétrica tem-se que
para esta amostra de água, a quantidade de íons dissolvidos é baixa.
5.5.1 Possibilidades de reúso de água do ponto 14 – branqueamento
rotativo e envase
As etapas de branqueamento rotativo e esterilização de latas vazias,
também denominada de envase, somam um total de 26,4 toneladas de água
consumida para processar toneladas de matéria-prima, que mesmo não sendo
caracterizado como um ponto crítico, devido ao baixo consumo, presumiu-se a
possibilidade de reúso em cascata, pelo tipo de uso que ela é submetida.
O resultado da análise de alcalinidade revelou um valor 180 mg/L de
CaCO3, sendo que os limites para uso de água industrial não devem
ultrapassar a 250 mg/L de CaCO
3
e os valores para reúso devem ser inferiores
a 350 mg/L de CaCO
3
.
Para o parâmetro dureza, o valor medido foi de 119 mg/L de CaCO
3
, e
RESENDE (2003) apresenta que os valores, considerados ideais para água de
uso industrial, não devem ultrapassar 250 mg/L de CaCO
3
.
O valor do pH encontrado foi de 4,70, não atendendo ao limite
estipulado pelos parâmetros de qualidade de água para uso industrial, cuja
70
faixa é de 6,5 a 8,5 (MIERZWA, 2002) e (RESENDE, 2003) e igualmente não
atende aos padrões de qualidade de água de reúso, em que a faixa deve ficar
entre 6,9 a 9,0 (CECHINN, 2003). Entretanto, esse quesito pode ser facilmente
ajustado, com a adição de substâncias alcalinizantes.
Outro parâmetro de qualidade da água industrial que não atende aos
padrões é a condutividade elétrica, cujo valor medido foi de 1.055 µS/cm. Para
este parâmetro efetuou-se a comparação com sólidos dissolvidos totais,
preconizados em legislação, uma vez que a condutividade elétrica depende da
quantidade de sais dissolvidos na água e é aproximadamente proporcional à
sua quantidade. Sua determinação permite obter uma estimativa rápida do
conteúdo de sólidos de uma amostra, conforme mencionado MORGADO
(1999).
E por fim, a análise de turbidez apresentou valor de 188 UT, bem
acima dos padrões recomendados, sendo assim a água, da etapa de
branqueamento rotativo e envase não se enquadra nos padrões
recomendados, para reúso direto, sem tratamento prévio.
5.5.2 Possibilidades de reúso de água do ponto 16 – esterilização
Para o Ponto 16, cuja amostra é referente à etapa de esterilização,
tem-se que os resultados de alcalinidade, dureza, pH, cujos valores
encontrados foram de 40 mg/L de CaCO
3
, 17,99 mg/L de CaCO
3
, e 7,99,
respectivamente, atendem aos padrões de qualidade exigidos para uso
industrial, pois conforme menciona NEMEROW & DASGUPTA (1991) citado
por MIERZWA (2002), com valores de 250 mg/L de CaCO
3
, 250 mg/L de
CaCO
3
e de 6,5 a 8,5, respectivamente. Tal alternativa de reúso apresenta uma
margem de segurança ainda maior, se comparar os mesmos parâmetros da
amostra com os parâmetros de qualidade da água de reúso, apresentado por
CECHINN (2003) que são de 350 mg/L de CaCO
3
, 350 mg/L de CaCO
3
, e de
6,9 a 9,0 respectivamente.
Considerando os valores de 500 mg/L determinados pelos padrões de
qualidade da água para uso industrial e para reúso, para o parâmetro de
71
sólidos dissolvidos totais e afirmando que a condutividade elétrica depende da
concentração de sais dissolvidos na água, que é aproximadamente
proporcional a sua quantidade, afirma-se que o Ponto 16, cujo valor é de 152,2
µS/cm, atende a ambos os limites recomendados.
Quanto à turbidez, se a amostra do Ponto 16 for comparada com
padrões de qualidade para água potável e de uso industrial o resultado
encontrado não atende a tais requisitos. No entanto, os parâmetros de
qualidade para reúso de água, apresentados por CECHINN (2003), indicam
que este ponto atende, pois o limite determinado é de 50 UT não necessitando
de tratamento específico para ser reutilizada.
Portanto, afirma-se que a água do Ponto 16, referente a etapa de
esterilização de latas cheias, cuja demanda de água representa 13% do total
consumido pelo processo de enlatamento de milho, tem possibilidade de reúso
em cascata, sem necessidade de tratamento prévio.
Desta forma, o que se propõe é a instalação de um dispositivo de
captação de água, com uma unidade de armazenamento temporário, como por
exemplo, uma cisterna, ligada à rede de distribuição da unidade industrial, para
na seqüência, esta água ser direcionada a outros usos. A proposta
compreende a reutilização total da água usada para a esterilização das latas
cheias, para alimentar o tanque de despalhamento, que pode ser caracterizado
como uma unidade receptora de água de reúso, que tem um consumo
estimado em 10%, contribuindo, desta forma, para reduzir a geração de
efluentes, consequentemente, otimizando o uso de água nobre ou potável.
5.5.3 Possibilidades de reúso de água do ponto 22 – resfriamento
De acordo com as análises realizadas e apresentadas na Tabela 20, o
reúso equivalente a aproximadamente 45% ou 122,87 toneladas de água
consumida nesta etapa, o que equivale a 4095 kg de água por tonelada de
milho a ser congelado e a 1320 kg de água por tonelada de milho a ser
enlatado, continuará sendo efetuado, uma vez que os parâmetros de qualidade
desta água não causam implicações sobre a qualidade do processo, tampouco
72
do produto, pois atendem aos requisitos de qualidade de água para uso
industrial. Portanto, considerando que os resultados da alcalinidade, dureza e
pH foram de 100 mg/L de CaCO
3
, 47,99 mg/L de CaCO
3
e 8,48,
respectivamente e que os limites para uso da água industrial são estimados em
250 mg/L de CaCO
3
, 250 mg/L de CaCO
3
e de 6,5 a 8,5, respectivamente, esta
água apresenta possibilidade de reúso.
Com relação aos 225 µS/cm referentes a condutividade elétrica,
afirma-se que não há implicações em função de sais dissolvidos nesta água, se
comparado com os 500 mg/L de sólidos dissolvidos totais preconizados pelos
padrões de qualidade da água para uso industrial e para reúso.
Se a turbidez do Ponto 22 for comparada com os padrões ideais de
qualidade da água para uso industrial, ou mesmo para consumo humano, este
parâmetro não atenderia. No entanto, CECHINN (2003) apresenta os
parâmetros para água de reúso, cujo limite recomendado para turbidez é de 50
UT, sendo assim, a água do resfriamento se enquadra e tem possibilidade de
reúso, sem implicações adversas, pois apresenta turbidez de 12,5 UT.
Para os outros 55%, recomenda-se um sistema de circuito semi-
fechado, em que a água já utilizada passa a ser armazenada e retorna à
mesma etapa, desempenhando a mesma função. Tal procedimento de reúso
deverá ser submetido a análises físico-químicas mais criteriosas e específicas
a fim de garantir o atendimento aos requisitos legais e a qualidade no
processo. Após esse aproveitamento, a água poderá ainda ser encaminhada a
cisterna de água de reúso, para satisfazer as demandas hídricas na etapa de
lavagem dos grãos e classificação mecânica, considerando que seus
parâmetros físico-químicos permitem tal reúso em cascata.
Este ponto foi o único em que foi realizado exame microbiológico,
sendo detectada a presença de ≤16 organismos/100mL para coliformes
termotolerantes. Isso pode ser explicado em função do contato direto da água
com a matéria-prima, e principalmente pelo fato de que até esta etapa do
processo de congelamento do brócolis, não foi efetuado nenhum procedimento
de esterilização microbiológica, o que acontece posteriormente, na fase de
esterilização das latas cheias.
73
Portanto, pode-se recomendar que, a água da etapa de resfriamento,
cuja demanda representa 44% do total consumido pelo processo de
congelamento, tem potencial de reúso em cascata, sem necessidade de
tratamento prévio, reduzindo significativamente a necessidade de reposição de
água limpa no processo produtivo.
5.5.4 Demais etapas do processo de enlatamento de milho da UIV
Este item se dedica a fazer uma análise das demais etapas do
processo de enlatamento de milho e congelamento de brócolis da UIV, que, a
princípio, não apresentaram potencialidades de reúso em função de suas
particularidades.
A etapa de despalhamento do milho, com um consumo de 429 kg de
água por tonelada de matéria-prima, pode servir como “unidade receptora de
água de reúso”, pois em função do uso que se faz dela, não há necessidade de
água com características potáveis, portanto, poderia ser alimentada com água
de reúso do processo de esterilização.
Quanto à etapa de lavagem, já foi mencionada que esta continuará
sendo alimentada por água de reúso, proveniente da etapa de resfriamento do
processo de congelamento de brócolis ou mesmo do próprio milho, pois seu
uso não requer água com qualidade compatível para consumo humano, mas
com requisitos para uso industrial. Trata-se de uma operação preliminar, de
preparação da matéria-prima, considerando que as etapas subseqüentes serão
cada vez mais restritivas quanto à qualidade requerida.
Nas etapas de desgranamento e lavagem dos grãos e classificação
mecânica, não foram identificadas possibilidades de reúso, apenas salienta-se
a importância e necessidade de continuar com a recirculação já existente.
Essas etapas podem ser abastecidas com água de reúso, como por exemplo, a
proveniente do ponto P14, que compreende os efluentes das etapas de
branqueamento rotativo e esterilização de latas vazias, praticando-se assim, o
reúso em cascata, ou seja, como mencionado por MIERZWA (2002), sem a
necessidade de tratamento prévio.
74
5.5.5 Demais etapas do processo de congelamento de brócolis da UIV
A linha de congelados tem etapas básicas que são iguais para
qualquer tipo de vegetal, que são elas: o branqueamento contínuo, o
resfriamento, a inspeção final, congelamento, embalagem, estocagem e
expedição. No entanto, a industrialização de cada vegetal possui
particularidades que são acrescidas no decorrer de seu processamento. Assim,
como as etapas básicas do processo de congelamento, das quais apresentam
consumo de água, já foram analisadas e discutidas, neste item será feito
menção às três etapas exclusivas do processo de congelamento de brócolis.
Para a etapa de branqueamento contínuo, não foi identificada
possibilidade de reúso, tampouco poderá servir de unidade receptora de água
já utilizada, pois em função do baixo consumo não se caracteriza como “ponto
crítico” e, ainda, pela qualidade requerida para uso da água.
A água consumida para a etapa de congelamento e estocagem refere-
se a usada para o degelo do túnel de congelamento e da câmara fria,
respectivamente, logo, não se caracteriza como sendo uma água utilizada
diretamente no processo industrial. Tal demanda não pode ser substituída por
água de reúso, no entanto seu efluente, como não entra em contato com o
produto e por ser usado uma única vez para fazer o descongelamento dos
locais citados, apresenta potencialidade de reúso.
Portanto, para estas etapas, tem-se a opção de reúso de água para
fins higiênicos, ou seja, poderá ser empregada para utilização em bacias
sanitárias, através do seu armazenamento em cisterna. De acordo com
NUNES (2006), a estimativa de consumo de água para fins higiênicos em
indústrias varia de 50 a 70 litros / operário. Considerando então, os 150
colaboradores da UIV e utilizando uma média de consumo de água para fins
higiênicos de 60 L/operário, tem-se um volume de 9.000 litros de água por dia.
As etapas de hidratação e lavagem do brócolis não são caracterizadas
como “pontos crítico”, pois seu consumo, somado, representa 3% da demanda
75
hídrica total do processo, sendo assim se enquadraram nas propostas de reúso
de água apresentadas acima.
Uma particularidade no congelamento do brócolis é o acréscimo da
etapa de sanitização que antecede a etapa de congelamento, também
conhecida como inspeção final, que representa um consumo de 13%. A
proposta de reúso de água para as 47,52 toneladas de água que são
consumidas é o seu aproveitamento como reserva de proteção contra incêndio.
Da mesma forma que no processo de congelamento do milho, o uso
que se faz da água na etapa de congelamento é referente ao descongelamento
do túnel, logo, segue a mesma proposta, que é realizar o reúso desta água
para fins higiênicos.
5.6 Resumo da avaliação das possibilidades de reúso de água na UIV
Com base no que foi apresentado, segue abaixo um resumo das
possibilidades de reúso de água de processo estabelecidas para a Unidade
Industrial de Vegetais.
A água do Ponto 14 (Branqueamento Rotativo e Envase) apresenta
potencialidade de reúso, desde que passe por tratamento prévio; como
sugestão indica-se o uso para lavagem externa de pisos;
O volume de água do Ponto 16 (Esterilização) apresenta possibilidade
de reuso em cascata, podendo alimentar o tanque de despalhamento de
milho;
A água do Ponto 22 (Resfriamento) poderá ser completamente
reutilizada nas etapas de lavagem da espiga e lavagem e classificação
mecânica do milho;
A água utilizada para o degelo, que corresponde às etapas de
congelamento e estocagem, poderá ser reutilizada em bacias sanitárias,
suprindo toda a demanda de água para fins higiênicos da UIV;
A água consumida na etapa de sanitização do brócolis poderá ser
armazenada em cisterna e reutilizada como reserva de proteção contra
incêndios.
76
77
6 CONCLUSÕES
Com base no trabalho realizado, pode-se concluir que:
Foram identificadas três etapas que apresentam potencialidades de
reúso de água: Ponto 14 que corresponde ao efluente da etapa de
branqueamento rotativo e envase; Ponto 16, esterilização da lata de
milho e, ainda, o Ponto 22 correspondente a etapa de resfriamento do
brócolis;
De acordo com análises realizadas duas etapas apresentaram
potencialidade técnica de reúso, que são elas: Ponto 16, esterilização da
lata de milho e Ponto 22, resfriamento do brócolis;
Por meio do levantamento quantitativo do consumo de água nas linhas
estudadas, tem-se um consumo de água limpa estimado em 3,03 kg de
água / kg de matéria-prima in natura para o enlatamento do milho 33,11
kg de água / kg para o congelamento do brócolis;
Para o Ponto 22, referente à etapa de resfriamento, recomenda-se um
sistema de circuito semi-fechado, em que a água já utilizada passa a ser
armazenada e retorna à mesma etapa, desempenhando a mesma
função;
Os resultados das análises de amostra de água coletada na entrada do
sistema (Ponto 0 - cisterna) revelaram que ela atende aos padrões de
aceitação para consumo humano;
Para as amostras coletadas nos pontos 16 (esterilização) e 22
(resfriamento), as análises revelaram que os efluentes atendem aos
requisitos de qualidade para uso industrial, sem tratamento prévio;
78
Quanto ao Ponto 14 (branqueamento rotativo e envase), as análises
revelaram que os efluentes não atendem aos requisitos de qualidade
para uso industrial, sem tratamento prévio;
Considerando-se as potencialidades de reúso apresentadas, estima-se
uma redução de 76,7 % no consumo de água limpa, para a linha de
milho enlatado.
No processamento do brócolis, não foram identificadas etapas que
servissem de unidades receptoras de água de reúso.
79
7 RECOMENDAÇÕES
Para o desenvolvimento de pesquisas futuras, recomenda-se:
Avaliar o consumo de água para outros tipos de vegetais;
Estudar aplicações de reúso de água para outros tipos de vegetais;
Realizar balanço energético;
Realizar um levantamento da viabilidade econômica das alternativas de
reuso apresentadas;
Avaliar a interferência do reúso de água na carga poluidora dos
efluentes industriais;
Avaliar as eficiências dos processos estudados, considerando os efeitos
da variável “tempo”, provocado pelo reúso da água;
Efetuar estudos adicionais quanto à aplicação dos efluentes industriais
como biofertilizante, pelo sistema de fertirrigação.
80
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