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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSACentro de Ciências Agrárias
Departamento de Engenharia Florestal
ENF 483 - Controle da Poluição nos Processos Industriais
CONTROLE DA POLUIÇÃO NA INDÚSTRIA DE SUCOS DE LARANJA
Bruno Bezerra Vieira – 61692
Pâmela Becalli Vilela – 61693
Márcio Toshio Uesugui – 61703
Renata Dias Sepúlveda - 61712
Viçosa,Novembro 2011
Conteúdo1. Introdução.....................................................................................................5
2. Definição e Classificação de Sucos de Frutas..............................................5
2.1. Sucos Integrais......................................................................................6
2.2. Sucos Concentrados..............................................................................6
2.3. Sucos Desidratados...............................................................................6
2.4. Sucos Reconstituídos.............................................................................6
2.5. Sucos Conservados...............................................................................7
2.6. Sucos Mistos..........................................................................................7
2.7. Suco Tropical.........................................................................................7
2.8. Suco Tropical Misto................................................................................7
2.9. Néctar.....................................................................................................7
2.10. Néctar Misto........................................................................................7
2.11. Refresco..............................................................................................7
2.12. Refresco Misto....................................................................................8
3. Processamento de Laranja Fresca...............................................................8
4. Produção de Suco de Laranja Concentrado e Congelado (FCJO).............10
4.1. Recebimento e Seleção dos Frutos.....................................................10
4.2. Higienização.........................................................................................11
4.3. Seleção e Classificação.......................................................................11
4.4. Extração...............................................................................................11
4.5. Ajuste do Teor de Polpa.......................................................................12
4.6. Centrifugação.......................................................................................12
4.7. Pasteurização e Concentração do Suco de Laranja............................12
4.8. Resfriamento e Armazenamento..........................................................13
5. Fontes de Poluição: Efluentes Líquidos, Gasosos e Sólidos......................14
5.1. Recepção e pré-seleção das frutas......................................................14
5.2. Lavagem das frutas..............................................................................14
5.3. Extração...............................................................................................15
5.4. Lavagem de evaporadores...................................................................15
5.5. Purga das caldeiras e das colunas barométricas.................................15
6. Tratamento externo....................................................................................20
6.1. Efluentes líquidos.................................................................................20
6.2. Tratamento Preliminar..........................................................................21
6.3. Tratamento Primário.............................................................................21
6.4. Tratamento Secundário........................................................................21
6.5. Tratamento Terciário............................................................................23
6.6. Resíduos sólidos..................................................................................24
6.7. Emissões atmosféricas........................................................................25
7. Controle Preventivo....................................................................................26
7.1. Efluentes líquidos.................................................................................26
7.2. Emissões Atmosféricas........................................................................28
8. Bibliografia..................................................................................................29
1. Introdução
O processamento de polpas e sucos de fruta é uma atividade agroindustrial
importante na medida em que agrega valor econômico à fruta, evitando
desperdícios e minimizando perdas que podem ocorrer durante a
comercialização do produto in natura, além de possibilitar ao produtor uma
alternativa na utilização das frutas.
O Brasil se configura no cenário mundial como o maior produtor de sucos
de laranja, sendo o suco de laranja concentrado e congelado de laranja (FCJO)
um de seus principais produtos de exportação. O estado de São Paulo é
responsável por 80% da produção nacional. O segundo produtor é os Estados
Unidos, tendo a Flórida como a maior responsável pela produção norte-
americana. Flórida e São Paulo juntos produzem 81% de todo suco de laranja
produzido no mundo.O setor citrícola brasileiro é muito importante para a
economia, visto que movimenta no país cerca de 9 bilhões de reais por ano,
além de criarem, em média, 400 mil empregos diretos e indiretos. Apesar desta
grande produção, o consumo interno de sucos de laranja é muito baixo. O
Brasil exporta 98% de todo suco que produz.
Diante da dimensão exposta da indústria de cítricos é importante e objetivo
deste trabalho analisar o processo industrial, identificando as fontes de
poluição e os tratamentos necessários para o controle ambiental preventivo e
“end of pipe”.
2. Definição e Classificação de Sucos de Frutas
O Decreto Nº 2.134, de 4 de Setembro de 1997 (alterado pelo Decreto
Nº 3.510, de 16 de junho de 2000) do Ministério da Fazenda, que regulamenta
a Lei No 8.918, de 14 de julho de 1994, que dispõe sobre a padronização, a
classificação, o registro, a inspeção, a produção e a fiscalização de bebidas,
em seu Art. 40º, define o suco de frutas como:
“Suco ou sumo é a bebida não fermentada, não concentrada e
não diluída, destinada ao consumo, obtida da fruta madura e sã, ou
parte do vegetal de origem, por processamento tecnológico adequado,
submetida a tratamento que assegure a sua apresentação e
conservação até o momento do consumo.”
Os sucos são classificados, nos decretos citados, conforme descrito na
Figura 1.
Figura 1: Classificação dos tipos sucos de frutas
1.1.Sucos Integrais
Suco sem adição de açúcar e na sua concentração natural.
1.2.Sucos Concentrados
Suco parcialmente desidratado.
1.3.Sucos Desidratados
Suco no estado sólido, obtido pela desidratação do suco integral.
1.4.Sucos Reconstituídos Suco obtido pela diluição do suco concentrado ou desidratado até a
concentração original do suco integral.
Os sucos concentrados, desidratados e reconstituídos devem
possuir o mesmo teor de sólidos do suco integral ou o teor mínimo
estabelecido nos respectivos padrões de identidade e qualidade para
cada tipo de suco.
1.5.Sucos Conservados
São sucos integrais adicionados de agentes químicos que promovem a
conservação através da morte de bactérias e fungos, além de
protegerem contra o escurecimento do produto.
1.6.Sucos Mistos
Suco obtido pela mistura de frutas, frutas com vegetais ou suco de
frutas com vegetais.
1.7.Suco Tropical
É a bebida não fermentada obtida pela dissolução, em água ou em
suco clarificado, da polpa de fruta classificada como tropical.
1.8.Suco Tropical Misto
É a bebida não fermentada obtida pela dissolução, em água ou em
suco clarificado, da mistura de polpas de frutas classificadas como
tropical. Uma observação a ser realizada é que os sucos tropicais de
caju, de maracujá e de abacaxi deverão ser obtidos sem dissolução em
água, podendo a nomeação ser de apenas suco.
1.9.Néctar
É a bebida não fermentada, obtida da diluição em água, da parte
comestível do vegetal ou de seu extrato, adicionado de açúcares,
destinada ao consumo direto.
1.10. Néctar Misto
É a bebida não fermentada, obtida da diluição em água, da mistura de
partes comestíveis de vegetais, de seus extratos ou da combinação de
ambos, adicionados de açúcares com destino ao consumo direto.
Os Néctares geralmente são constituídos de 20 a 30% da polpa da fruta.
1.11. Refresco
Também designado de bebida de fruta ou de vegetal é a bebida não
fermentada, obtida pela diluição em água, do suco de fruta, da polpa ou
extrato vegetal de sua origem, podendo ou não ser adicionado de
açúcar, sendo que neste último caso deve ser rotulado de refresco
adoçado.
1.12. Refresco Misto
Bebida mista de frutas, de extratos vegetais ou da mistura destes, obtida
pela diluição em água, em suco de fruta, em extratos vegetais ou pela
combinação de ambos. A adição de açúcar também é opcional, sendo
que, o rótulo de Refresco Misto adoçado deve ser usado quando essa
estiver presente.
Para fins deste trabalho será considerado o processo de fabricação de suco
concentrado e congelado de laranja.
2. Processamento de Laranja Fresca
O processamento de laranja dá origem a 6 tipos de produtos, demonstrados
na figura 2. Estes produtos dão origem a diversos subprodutos.
Figura 2: Rendimento teórico de produtos e subproduto de laranja a partir
de 100 kg da fruta fresca
O processo de fabricação de suco de laranja concentrado e congelado
(SLCC), mais conhecido pela sua sigla em inglês FCOJ (frozen concentrated
orange juice) é composto de uma série de processos industriais de grande escala,
dando origem a diversos produtos. Estes processos pode ser observados na
Figura 3.
Descarga de Carretas
Balança
Pré-Seleção Manual
Silos de Armazenagem
Higienização
Seleção e Classificação
Extração
Turbo-Filtros
Centrifugação
Evaporação Pasteurização
Concentração à Vácuo
Blender Homogeneização
Resfriamento
Envase Armazenamento
Filtração
Concentração
Clarificação
Polimento
Winterização
Tanques
FCJO
Óleo Essencial
Mistura água + polpa
Finishers
Centrífugas
Concentração TASTE
Blender Homogeneização
Resfriamento
Envase Armazenamento
PULP-WASH
Caixa de Bagaço
Trituração com Cal
Prensas
Secagem do Bagaço
Peletizador
Resfriamento
Silos
Farelo de Polpa Cítrica
Peneiras
Evaporador (waste)
Retirada Voláteis 1º
estágio
Separador água-óleo
Tanques
D-Limoneno
EMULSÃO ÁGUA-ÓLEO
SÓLIDOS
CERA
BAGAÇO
ÁGUA AMARELA
LICOR PENEIRADO
Essências Aromáticas
Condensado Vegetal
- Reposição de água da Caldeira
- Condensado para pulp-wash
- Reposição de água nas centrífugas do processo de óleo
Lavagem de Pisos
Lavador de Gases
ÁGUAS PRETAS
AR QUENTE
VAPOR
POLPA
GASES SATURADOS
CONDENSADOS
Figura 3: Processo de produção de subprodutos da laranja
3. Produção de Suco de Laranja Concentrado e Congelado (FCJO)
3.1.Recebimento e Seleção dos Frutos
Os frutos são transportados das fazendas até o pátio das fábricas
através de carretas. Geralmente a empresa possui um cadastro dos
produtores e do lote das laranjas colhidas. Assim que chegam, as
laranjas passam pela análise de 3 parâmetros:
Grau Brix: A escala Brix é utilizada na indústria de alimentos
para medir a quantidade aproximada de açúcares em sucos
de frutas, vinhos e na indústria de açúcar.
Acidez Total Titulável: A acidez total titulável é a
quantidade de ácido de uma amostra que reage com uma
base de concentração conhecida. Os Principais ácidos
orgânicos encontrados nos alimentos são: cítrico, málico,
oxálico, succínico e tartárico. Esta análise é realizada pois os
ácidos orgânicos influenciam o sabor, odor, cor, estabilidade
e a manutenção da qualidade do produto final.
Cor: A cor de alimentos é importante não só por suas
implicações físico-químicas, mas também por influenciar a
estética do produto, muito importante contra a rejeição dos
consumidores.
Os caminhões são posicionados em rampas hidráulicas que
inclinam os caminhões para que os frutos sejam despejados em esteiras
de roletes. Não são utilizados caminhões basculantes, pois eles
carregam um volume muito menor do que as carretas utilizadas. As
frutas seguem em esteiras e elevadores hidráulicos até os silos de
armazenagem, onde são separados de acordo com as características
analisadas na recepção. Neste caminho ocorre a seleção manual dos
frutos que:
Não estiverem suficientemente maduros;
Apresentarem algum tipo de ferimento na casca;
Excessivamente sujos ou atacados por ácaros;
Não apresentarem as dimensões adequadas;
Chegarem à fábrica depois de muito tempo de colhidos.
As carretas antes de saírem da fábrica passam por uma limpeza
com sais quaternários de amônio, a fim de se evitar o cancro cítrico, é
uma doença causada pela bactéria Xanthomonas axonopodis pv. citri,
que provoca lesões nas folhas, frutos e ramos e, conseqüentemente a
queda dos frutos e folhas e da produção.
3.2.Higienização
Dos silos de armazenagem, também denominados bins, os frutos
vão para a mesa de lavagem, compostas de bicos de lavagem na parte
superior e de escovas de plástico na parte inferior. A parte inferior é
vibratória e é responsável ela limpeza e transporte mecânico dos frutos
limpos, com ou sem auxílio de detergentes. A água de lavagem é
oriunda da condensação da água do evaporador de suco, caracterizando
um reuso interno da água. Um ponto negativo desta etapa é que as
mesas de lavagem são abertas, podendo se sentir os odores arrastados
na névoa gerada pelos sprays do bico de lavagem.
3.3.Seleção e Classificação
Realizada a lavagem, os frutos passam por uma nova seleção a ser
realizada por operadores. Os frutos estragados por pragas, cortados e
amassados são retirados e enviados à fábrica de ração. Depois de
selecionadas, as frutas passam por classificadores mecânicos que as
separarão por tamanho, sendo enviadas à linha de extração da polpa.
3.4.Extração
Em todas as indústrias nacionais de sucos são utilizadas máquinas
FMC. As extratoras FMC são máquinas que contém um conjunto de
cinco copos. Quando o fruto entra na extratora, uma canaleta o conduz
até o copo. O processo de extração do suco pode ser dividido em quatro
fases:
1) a laranja é colocada automaticamente no copo inferior;
2) o copo superior desce comprimindo a fruta contra o cortador
inferior localizado na extremidade do tubo coador , que abre um orifício
na fruta, através do qual o suco escoa, sem entrar em contato com a
casca;
3) a extração é completada com a compressão do material retido
dentro do tubo coador e
4) a casca é expelida por um espaço anular no copo superior e as
membranas e sementes saem pelo orifício central do elemento que
comprime o material existente no interior do tubo coador, na fase final de
extração.
As máquinas de extração são o coração da empresa onde ocorre a
separação:
do suco de laranja;
da emulsão que dará origem ao óleo essencial;
do bagaço que se transforma em farelo de polpa cítrica;
e da polpa , que dará origem ao pulp-wash.
3.5.Ajuste do Teor de Polpa
O suco armazenado vai para a etapa de ajuste do teor de polpa,
através de equipamentos denominados finishers ou turbo-filtros. Esta
máquina é um cilindro inoxidável com armações no interior que são telas
de tecido sintético que fazem o papel de filtros. O teor de polpa é
ajustado de acordo com os requisitos do cliente, mas este teor
aproximado é de 4%.
3.6.Centrifugação
Após o suco possuir seu teor de polpa ajustado, o suco é conduzido a
uma centrífuga para ajuste da cor.
3.7.Pasteurização e Concentração do Suco de Laranja
A pasteurização é feita através de trocas térmicas do suco com vapor
aquecido em trocadores de calor do tipo de placas ou de tubos, onde o
vapor transfere calor latente para o suco aumentando, assim sua
temperatura. Para o suco de laranja normalmente é usado uma temperatura
de 90°C durante 3 segundos. A pasteurização não modifica praticamente
em nada o sabor do suco e afeta muito pouco o valor nutricional. O suco de
laranja também sofre um resfriamento dentro mesmo equipamento. Esse
resfriamento é feito através de contato indireto do suco que está saindo do
pasteurizador com o suco que está entrando, provocando, assim, uma
redução na temperatura do produto de saída. O suco pode chegar a sair do
pasteurizador com temperaturas de até 5°C. A pasteurização inativa os
microorganismos responsáveis pela degradação do suco e a enzima
pectinesterase responsável pela formação de ácidos pectínicos que
arrastam o material colorido responsável pela turbidez do suco.
Nesta etapa de pasteurização começa a ocorrer a concentração do
suco. A concentração de fato ocorre em evaporadores à vácuo de múltiplo
efeito, sendo que o vácuo é gerado por colunas barométricas com ciclo
fechado de circulação da água empregada.
Na etapa de evaporação do suco ocorra a volatilização de uma fração
orgânica cuja maior parte é composta da essência da laranja. Devido ao
alto valor comercial das essências, todos os evaporadores possuem
sistema de recuperação de essências que podem ser reincorporadas ao
suco ou separadas como produto a ser vendido.
No processo de concentração do suco de laranja ocorre a formação de
sucos com concentração de teores de sólidos variáveis. Geralmente ocorre
a mistura (blends) de sucos com características diferentes para posterior
padronização. Os blenders são tanques simples utilizados para mistura do
suco, sendo que é neste que ocorre a reincorporação da essência, quando
for o caso.
3.8.Resfriamento e Armazenamento
O suco concentrado do último efeito do evaporador é
encaminhado ao resfriador de expansão ou flash cooler, penetrando
neles por meio de bicos injetores, numa atmosfera de baixa pressão
absoluta. O líquido evapora instantaneamente diminuindo a temperatura
para 18ºC. Em seguida, trocadores de calor que utilizam glicol ou
solução alcoólica como líquido de resfriamento abaixam a temperatura
do suco a –7 o C. O resfriamento da solução alcoólica é feito por
amônia. Temperatura menor que 0 ºC, é necessária para o
“entamboramento” ou envio ao sistema tank farm, quando será estocado
nas temperaturas de frigorificação (-20/-18 ou –10 ºC, respectivamente).
Nestes tanques o suco fica armazenado até o seu transporte por
caminhões–tanque para o porto.
4. Fontes de Poluição: Efluentes Líquidos, Gasosos e Sólidos
Na produção de Suco de Laranja Congelado e Concentrado existe em,
basicamente, todas as etapas de produção a geração de efluentes líquidos e
gasosos, bem como a produção de resíduos sólidos.
A origem dos efluentes líquidos gerados pode ser entendida pela descrição
do processo produtivo, tem-se como base que para cada tonelada de frutos no
estado natural necessita-se de 2800 litros de água. Como fonte, podemos
elencar as seguintes etapas:
4.1.Recepção e pré-seleção das frutas
Os efluentes líquidos são gerados na limpeza das carretas, que são
responsáveis pelo transporte das frutas. Estas, antes de saírem da fábrica são
borrifadas com sais quaternários de amônio para o devido controle do cancro
cítrico. Também a geração de efluente líquido na limpeza dos equipamentos
utilizados nessa etapa.
4.2.Lavagem das frutas
Nessa etapa há produção de grande quantidade de efluente líquido, uma
vez que as fábricas utilizam uma ou duas lavagens contínuas dos frutos, para
que ocorra uma remoção completa das sujidades presentes nas cascas do
fruto. Na lavagem pode ou não ser utilizado detergente.
4.3.Extração
Efluente líquido gerado pela limpeza regular dessa unidade para prevenir a
ocorrência de contaminação microbiológica (Limpeza feita a cada 8 hrs –
Solução de 2% de soda cáustica com água a 60/70ºC) pode haver efluente
líquido gerado pelo mal funcionamento das extratoras, fazendo com que haja
desperdício do suco da fruta recém extraído.
4.4.Lavagem de evaporadores
Na indústria de processamento de suco de laranja, são usados dois tipos de
evaporadores de múltiplo efeito, o TASTE, que é o evaporador da produção de
suco concentrado e o WASTE/WHE, que é o evaporador da fabricação de d-
limoneno e do melaço cítrico.
O TASTE gera um efluente alcalino na sua lavagem, uma vez que ele é
lavado com uma solução cáustica e o WASTE um efluente ácido, uma vez que
é lavado com uma solução de ácido muriático, esta solução é utilizada porque
no processo de fabricação é adicionado cal para o acerto do pH da massa
moída de resíduos, o que causa incrustações nas tubulações do evaporador,
estas incrustações podem ser removidas pela solução ácida.
4.5.Purga das caldeiras e das colunas barométricas
A purga de caldeiras é utilizada para realizar o devido tratamento de águas
utilizadas nas caldeiras e tem como objectivo reduzir as impurezas da água
que é utilizada, quando existe recirculação.
Deve-se tomar os devidos cuidados, uma vez que o excesso de purga gera
um grande desperdício de energia e o deficit de purgas promove incrustações.
Tabela 1 – Características do Efluente Líquido de Áreas do Processamento
ParâmetrosÁreas de Processamento
Lavagem das Frutas
Área de Extração
Fábrica de Ração
DBO (mg/L) 295 1380 2190
DQO (mg/L) 758 2170 4020
Resíduo Total - ST (mg/L) 733 966 12116
Resíduo não Filtrável - SST
(mg/L)441 248 441
Resíduo Sedimentável –
Ssed (mg/L)8,5 0,1 7,0
NTK (mg/L) 49 36,4 36,4
Fósforo Total (mg/L) 0,79 2,02 1,9
Óleos e Graxas (mg/L) - 55 65
pH (Variação) 3,6 – 7,0 4,0 – 11,3 2,1 – 2,7
Fonte: CETESB
Como principais poluentes atmosféricos das indústrias cítricas temos:
A. Material particulado
Basicamente, o material particulado é proveniente das operações em que
há queima de combustível como:
Cinzas e fuligens das caldeiras e secadores rotativos de ração
movidos a bagaço de cana ou pela queima de óleo.
Fragmentos do bagaço de cana na armazenagem e alimentação da
caldeira.
Fragmentos do bagaço de laranja na sua manipulação no secador de
ração.
B. Gases de queima de combustível e emissões odoríferas
As principais fontes de emissões são as caldeiras e os secadores rotativos
de ração. O uso de óleo combustível ou bagaço de cana é usual na maioria das
empresas.
- NOx
- SOx
Tabela 2 – Resultado de amostragens de gases de caldeiras
ParâmetrosCaldeira movida
a Bagaço de Cana
Caldeira movida a óleo BPF 3A
Capacidade 23 t/h 25 t/h
Temperatura (°C) 97,4 203,67
Umidade (% vol.) 20,1 9,4
Velocidade (m/s) (a) 14,3 14,3
Vazão (m³/h) (a) 122714,2 -
Vazão (m³/h) (b) 67902,4 27710,33
Análise OrsatCO2 45,6 9,2
O2 7,8 10,43
Material
Particulado
Conc. (MG/Nm³) (b) 521,9 264,73
Conc. (MG/Nm³) (c) 553,5 314,23
Taxa emissão (kg/h) 35,43 7,34
SOx (d)
Conc. (MG/Nm³) (b) 4,2 1080,57
Conc. (MG/Nm³) (c) 4,45 1281,97
Taxa emissão (kg/h) 0,284 27,93
NOx
Conc. (MG/Nm³) (b) 296,97 266,57
Conc. (MG/Nm³) (c) 314,63 310,97
Taxa emissão (kg/h) 20,1 7,15
Fonte: Setor de Avaliação de Tecnologia do Ar, Ruído e Vibrações ETQR , CETESB(2004).
(a) na seção de coleta
(b) nas condições normais (0°C e 1 atm.)
(c) nas condições normais (0°C e 1 atm.), base seca, corrigido a 7% de O2.
(d) Expresso como dióxido de enxofre
Fonte: Setor de Avaliação de Tecnologia do Ar, Ruído e Vibrações ETQR ,
CETESB(2004).
C. Compostos Orgânicos Voláteis (VOC)
As emissões se devem a volatilização do óleo residual presente nas cascas,
não extraídas durante o processamento de suco.
Conforme estudo a fonte primária de emissões atmosféricas provêm do
secador rotativo de ração. De cada 100 libras de óleo emitidas, 72 vêm do
secador de ração e 9 são emitidas pelo resfriador de pellets.
Os resíduos orgânicos do processo (polpa, sementes, bagaço e cascas)
são aproveitados na fábrica de ração. O descarte que há na planta é composto
pelo lodo gerado nas estações de tratamento de afluentes e efluentes e de
cinzas da queima de bagaço nas caldeiras para geração de vapor. Há vários
projetos experimentais em andamento, mas a disposição do lodo e das cinzas
ainda é um grande problema para as empresas do setor e para os órgãos
ambientais.
Tabela 3: Quadro sintético dos principais aspectos e impactos ambientais da indústria de cítricos
Etapa Básica do Processo
Poluição Aspecto Ambiental - Emissão Impacto Ambiental Potencial
Lavagem da laranja 1. Ar2. Águas
1. Névoa de condensado dos sprays de lavagem2. Carga orgânica baixa e grande volume
1. Odores, incômodo a vizinhos2. Prejuízo a qualidade dos corpos de água
Área de Extração 1. Águas2. Ruído e vibração3. Resíduos sólidos4. Ar
1. Água de extração do óleo, lavagem do equipamento, derrame de suco2. Alto ruído na operação das extratoras de suco3. Bagaço de laranja4. Emulsão de óleo essencial
1. Contaminação dos corpos de água2. Incômodo a vizinhança3. Contaminação de solo e de águas subterrâneas.4. Odor causando incômodo a vizinhança.
Fábrica de ração 1. Águas2. Ar3. Resíduos sólidos
1. Licor de prensagem, lavagem do evaporador de ração. Efluente ácido, geralmente as empresas usam ácido muriático. Águas pretas do lavador de gases do secador rotativo de bagaço.2. Emissões de material particulado das caldeiras movidas à bagaço de cana. Odores fortes de “bolo de laranja” gerados no secador de ração3. Cinzas de caldeira da queima de bagaço.
1. Contaminação dos corpos de água2. Problemas respiratórios, incômodo à vizinhança3. Contaminação de solo e de águas subterrâneas
Lavagem de pisos e equipamentos
Águas Efluente alcalino da lavagem do evaporador de suco (TASTE). Efluente ácido da lavagem do evaporador da fábrica de ração (WASTE).Efluentes da lavagem de outros equipamentos.
Contaminação dos corpos de água
Fábrica de óleo essencial
Águas Águas amarelas (águas usadas na extração de óleo essencial)
Contaminação dos corpos de água
Estação de tratamento de efluentes
Resíduos sólidos
Lodo da estação de tratamento biológico Contaminação do solo
Fonte: Copia parcial da Tabela 4 encontrada no Guia Técnico Ambiental da CETESB, pode ser encontrado no endereço http://www.cetesb.sp.gov.br
6. Tratamento externo
6.1.Efluentes líquidos
A água utilizada na indústria de sucos cítricos tem um destino principal:
o uso no processamento, em contato ou não com o produto, podendo ser
captada em poços ou cursos d’água, sendo enviada para uma estação de
tratamento. A Tabela 4 a seguir apresenta as principais características do
efluente cítrico de quatro plantas industriais em um estudo feito por Guimarães
(1997):
Tabela 4. Caracterização do efluente cítrico bruto de 4 plantas industriais
Efluente Bruto Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4
DQO (mg/L) 5050,32 5543,76 5209,06 3033,97
DBO (mg/L) 2581,68 2882,91 3167,15 1752,83
pH 6,17 6,28 6.67 8,93
Vazão (m³/h) 68,05 28,59 146,55 240,62
Carga Orgânica
(Kg DBO/h)175,68 82,42 464,14 421,77
Diante das características intrínsecas dos despejos líquidos, o
tratamento dos mesmos é composto basicamente por três subsistemas:
tratamento preliminar, para separação de sólidos grosseiros, areia e gordura
carreados nos despejos; tratamento primário, realizando a equalização e
neutralização dos efluentes e um tanque séptico para esgoto sanitário, e,
finalmente, o tratamento secundário, onde ocorrerá a estabilização da matéria
orgânica através de processo biológico, proposto como última etapa de
controle. Essas etapas do tratamento serão descritas a seguir,
detalhadamente.
6.2.Tratamento Preliminar
Nesta etapa inicial, para o tratamento do efluente de origem industrial,
utiliza-se grades e/ou peneiras para a retenção de sólidos grosseiros, sendo a
peneira estática a mais recomendada. Na entrada dessas unidades, há a
medição de vazão afluente à estação. Para isso, instala-se, normalmente,
vertedores triangulares.
No tratamento do efluente oriundo do refeitório, instala-se uma caixa de
gordura para a remoção de óleos e gorduras.
6.3.Tratamento Primário
O efluente da caixa de gordura é direcionado ao tanque séptico para
tratamento conjunto com o esgoto sanitário. O tanque séptico tem como
objetivo reter sólidos por decantação para decompor sólidos orgânicos e
acumular sólidos inertes. Entretanto, apresenta baixa eficiência para remoção
de DBO (40 a 70%), necessitando, portanto de um tratamento biológico
complementar.
O efluente industrial oriundo da etapa de gradeamento e/ou
peneiramento juntamente com os efluentes sanitário e do refeitório oriundo do
tanque séptico serão encaminhados para um tanque equalizador para
eliminação das flutuações de vazão e para homogeneização dos despejos.
Nesse tanque estabilizador ocorre ainda a correção do pH do efluente através
da adição de produtos químicos. Esta ação pode ser realizada
automaticamente através de uma bomba dosadora comandada por uma
unidade de leitura e controle de pH.
6.4.Tratamento Secundário
O tratamento biológico será responsável pela etapa final de controle,
removendo a matéria orgânica biodegradável. A remoção se dá por oxidação
biológica e para tal é recomendada para efluentes desta tipologia industrial a
implantação de um sistema de lodos ativados tipo “batelada”, através de um
processo aeróbio. As vantagens desse sistema referem-se a sua simplicidade
operacional e pela confiabilidade de um processo natural, considerando ainda,
o baixo custo de implantação, comparado a outros métodos de tratamento, pois
não requer equipamentos sofisticados ou capacitação especial dos operadores.
O princípio do processo de lodos ativados com operação intermitente
consiste na incorporação de todas as unidades, processos e operações,
normalmente associados ao tratamento convencional de lodos ativados, em um
único tanque. Utilizando um tanque único, esses processo e operações passam
a ser simplesmente seqüências no tempo, e não unidades separadas como
ocorre nos processos convencionais de fluxo contínuo.
O processo consiste de um reator de mistura completa onde acontecem
todas as etapas do tratamento. Isto é conseguido através do estabelecimento
de ciclos de operação com durações definidas. A massa biológica permanece
no reator durante todos os ciclos, eliminando, dessa forma, a necessidade de
decantadores em separado. Os ciclos normais de tratamento são:
enchimento (entrada de esgoto no reator, após tratamento
preliminar/primário);
aeração (aeração/mistura da massa líquida contida no reator);
sedimentação (sedimentação e separação dos sólidos em suspensão do
esgoto tratado);
esvaziamento (retirada do esgoto tratado do reator);
repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente para leito de
secagem).
Além do sistema de lodos ativados, pode-se usar as lagoas de
estabilização. Cabe salientar que as lagoas, constituem um sistema que requer
elevada disponibilidade de área e podem causar incômodos à vizinhança, em
função de má operação ou dimensionamento inadequado, criando áreas de
anaerobiose e emissão de H2S (ácido sulfídrico).
Após a unidade de tratamento biológico, recomenda-se novamente a
instalação de vertedores triangulares para realizar a medição da vazão do
efluente.
6.5.Tratamento Terciário
O tratamento terciário é empregado para a remoção de substâncias
resistentes ao tratamento secundário, tais como as que conferem cor ao
efluente. É uma unidade opcional, e seu emprego dependerá das
características do efluente a ser tratado.
A figura 4 apresenta um esquema do sistema de tratamento de efluentes
líquidos de uma indústria de sucos cítricos.
Figura 4. Estação de Tratamento de efluentes líquidos de indústria de sucos
cítricos
No monitoramento desse sistema de tratamento, os parâmetros pH,
temperatura, sólidos em suspensão, DBO5, DQO e óleos e graxas são
analisados no início da instalação/operação do sistema. As amostragens
podem ser realizadas em pontos específicos: no ponto de coleta do efluente
bruto e após o tratamento secundário.
Após passagem pelo sistema de tratamento proposto, os despejos
líquidos deverão possuir características apropriadas para lançamento em corpo
receptor. A legislação vigente sobre efluentes baseia-se na Resolução
CONAMA 357, de 17 de Março de 2005 - Dispõe sobre a classificação dos
corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como
estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras
providências.
6.6.Resíduos sólidos
Os resíduos sólidos gerados por essa tipologia industrial é mínimo.
Entretanto, não devem ser tratados com menor importância: devem ser
dispostos adequadamente de forma a não comprometer o meio ambiente.
Os resíduos sólidos compostos por metais, plásticos, papel, papelão,
vidros e embalagens devem ser destinados ao aterro sanitário ou para a
incineração. Uma outra alternativa é destiná-los para associações de catadores
ou programas de coleta seletiva para uma posterior reciclagem.
O lodo gerado nas unidades de tratamento de efluentes líquidos –
tratamento biológico – pode ter diferentes destinos de acordo com sua
composição. A compostagem é recomendada quando se deseja aproveitar o
lodo para posterior aplicação no solo. Outros destinos do lodo destacam-se
produção de cimento, tijolos e aterro sanitário.
A cinza ou fuligem gerada nas caldeiras pode ser aplicada no solo após
um processo de compostagem. Além disso, pode ser destinada para a
incineração ou para o co-processamento em fornos de cimento.
Para maiores detalhes, deve-se recorrer à série de normas 10.004 a
10.007 da Associação Brasileira de Normas Técnicas ( ABNT) que aborda a
classificação de resíduos, a partir da qual pode-se definir a disposição final
mais adequada para cada tipo de resíduo sólido.
6.7.Emissões atmosféricas
A maior parte das emissões atmosféricas da indústria de sucos cítricos é
proveniente das caldeiras. A Tabela 5 a seguir apresenta os principais gases
emitidos e os equipamentos de controle.
Tabela 5: Emissões atmosféricas provenientes das caldeiras
EMISSÕES TRATAMENTO
Material Particulado (MP) Ciclone, Multiciclones, Precipitador Eletrostático
SO x Filtro de Tecido, Lavador de Gases
NO x Filtro de Tecido, Lavador de Gases
Odor e Compostos
Orgânicos Voláteis (VOC)
Oxidação Térmica, Biofiltração, Lavador de
Gases
No tratamento com o Ciclone, o efluente é forçado a passar, em
movimento tangencial, por um duto, onde é formado um vórtex que proporciona
a sedimentação de partículas que são recolhidas na base do equipamento. É
pouco eficiente na remoção de partículas pequenas, entretanto é o mais
empregado por ser de baixo custo e fácil operação e construção.
O precipitador eletrostático tem como princípio a criação de um campo
eletrostático que carrega as partículas, que são atraídas por placas eletrizadas,
ficando aderidas a estas. As partículas são, posteriormente, retiradas das
placas e encaminhadas para tratamento adequado ou para aterros sanitários.
Apesar do seu elevado custo e de ocupar grande área apresenta eficiência de
99,5% na remoção de material particulado.
Uma outra alternativa muito utilizada é a instalação de filtros ao lado da
fonte poluidora, podendo descarregar o ar filtrado no próprio ambiente.
Os padrões de emissão constituem-se na estratégia básica do Programa
Nacional de Controle da Qualidade do Ar-PRONAR, instituído pelo Conselho
Nacional de Meio Ambiente –CONAMA, através da Resolução CONAMA n°5,
de 15 de junho de 1989. A estratégia básica do programa é a de limitar, em
nível nacional, as emissões por tipologia de fontes e poluentes prioritários,
reservando o uso dos padrões de qualidade do ar como ação complementar de
controle. A Resolução CONAMA 5/89 estabeleceu também as condições de
aplicação dos padrões de emissão, ou seja, os padrões deverão ser
diferenciados em função da classificação de usos pretendidos paras as
diversas áreas e serem mais rígidos paras as fontes novas de poluição.
7. Controle Preventivo
7.1.Efluentes líquidos
Reduzir e controlar o volume de efluentes é uma das etapas mais
importantes do processo industrial, pois facilitam o tratamento de efluentes do
processo industrial. Algumas medidas gerais têm o objetivo de reduzir e
controlar os efluentes líquidos da indústria de sucos, tais como:
Identificar as mudanças viáveis no processo produtivos e as
necessidades de manutenção dos equipamentos danificados;
Implantação de programas educacionais destinados aos operadores,
com o intuito de conscientizá-los sobre a importância do uso racional
dos recursos naturais e da proteção do meio ambiente;
Treinamento dos funcionários envolvidos diretamente na produção,
voltado à correta operação e manutenção dos equipamentos e
instalações;
Instalação de dispositivos para controlar o nível em unidades passíveis
de transbordamento acidental;
Manter em boas condições de uso e funcionamento os equipamentos e
tubulações, de modo a evitar perdas por vazamento;
Instalar e controlar válvulas de fechamento automático em todas as
mangueiras de água, de modo a impedir escoamento quando
desnecessário;
Podem-se citar como possíveis mudanças no processo industrial, as
seguintes medidas:
Uso do condensado para lavagem de frutas: prática adotada pela
maioria das empresas processadoras de suco. A lavagem é realizada
com o uso do condensado que sai da etapa de concentração do suco de
laranja. O condensado, antes de ser reutilizado, passa por desinfecção
como UV, dióxido de cloro e ozonização;
Reposição da água de caldeira com o condensado: como a água já sai
com uma temperatura inicial mais alta que a temperatura ambiente,
reduz-se o choque térmico na entrada da caldeira e gasta-se menos
energia para gerar vapor. Um cuidado necessário é analisar o
condensado quanto ao seu teor de sódio, para diminuir a ocorrência de
incrustações;
Uso do condensado para preparar a solução de limpeza dos
equipamentos: O condensado é usado para preparar a solução de
limpeza composta de NaOH ou KOH na concentração de 0.7 a 1.0%,
dependendo da indústria;
Uso do condensado para limpeza de pisos: O condensado que não foi
aproveitado nas operações anteriores é usado para limpar os pátios e
pisos da planta.
As medidas citadas acima já são empregadas na maioria das indústrias
nacionais de suco.
Resíduos Sólidos
Procedimentos padronizados na operação dos equipamentos,
treinamento operacional dos funcionários, conscientização dos operadores,
melhor planejamento da produção para evitar desperdícios e substituição de
equipamentos com defeitos ou pouco eficientes, são maneiras que contribuem
para reduzir a geração de resíduos sólidos.
Todos os rejeitos, tais como frutos cortados, amassados e estragados,
casca e sementes são utilizados para a fabricação de ração. Pode-se dizer que
as empresas aproveitam quase que integralmente os resíduos gerados no
processo industrial.
Para reduzir a geração dos rejeitos, oriundos das calhas transportadoras
de laranja entre os bins e os classificadores, devem-se melhorar a geometria
das calhas, eliminando cantos vivos e um afunilamento mais suave. Assim,
reduz a quantidade de frutas cortadas e amassadas e consequentemente eleva
o rendimento do processo. A mudança na geometria das calhas ainda é uma
medida em fase de testes. Logo, ainda não foi implantada nas indústrias.
7.2.Emissões Atmosféricas
A principal fonte de emissões atmosféricas na indústria de sucos é a
caldeira, por isso deve-se minimizar a geração da poluição na fase da caldeira,
selecionando equipamentos e combustíveis mais apropriados. Procedimentos
que garantem uma otimização da operação das caldeiras também devem ser
adotadas para reduzir as emissões atmosféricas.
Redução no uso de produtos químicos
Equalização do pH dos efluentes sem a adição de produtos químicos:
utilizando as correntes ácidas que são provenientes da produção de
suco e as alcalinas oriundas da fábrica de ração, pode-se reduzir o uso
de produtos químicos para acerto de pH;
Recuperação da soda cáustica da solução de limpeza: A solução
cáustica gasta é tratada e concentrada, podendo ser reutilizada no
processo. No mercado, há vários fornecedores com sistemas que
permitem este procedimento.
As medidas de redução no uso de produtos químicos ainda são
utilizadas em poucas indústrias nacionais, mas que possuem alto potencial
para serem implantadas com o objetivo de reduzir os poluentes.
8. Bibliografia
ESALQ. Cadeia Agroindustrial de Citros. Disponível em:
<cepea.esalq.usp.br/citros/cadeia_citros.pdf>. Acesso em: 18 nov. 2011.
GOMES, Marina da Silveira. Estudo da Pasteurização de Suco de Laranja
Utilizando a Ultrafiltração. Disponível em:
<www.lume.ufrgs.br/handle/10183/12560>. Acesso em: 18 nov. 2011.
REZZADORI, K.; BENEDETTI, S.. Proposições para Valorização de
Resíduos do Processamento do Suco de Laranja. Disponível em:
<www.advancesincleanerproduction.net/.../K.%20Rezzadori%20>. Acesso em:
18 nov. 2011.
CETESB. Sucos Cítricos. Disponível em:
<www.crq4.org.br/downloads/sucos_citricos.pdf>. Acesso em: 18 nov. 2011.
