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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA BACHARELADO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS RENATO JUSTINO TAVARES FELIPE TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO PRODUÇÃO DE SABÃO EM BARRA A PARTIR DO ÓLEO DE COZINHA USADO EM ESCALA INDUSTRIAL ORIENTADORA: Profa. Dra. Katherine Carrilho De Oliveira Deus NATAL, RN 2022 RENATO JUSTINO TAVARES FELIPE PRODUÇÃO DE SABÃO EM BARRA A PARTIR DO ÓLEO DE COZINHA USADO EM ESCALA INDUSTRIAL Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte na linha de trabalho sobre tratamento de efluentes e seu reaproveitamento, para a obtenção do título de Engenheiro de Alimentos. Orientadora: Profa. Dra. Katherine Carrilho de Oliveira Deus NATAL 2022 RENATO JUSTINO TAVARES FELIPE PRODUÇÃO DE SABÃO EM BARRA A PARTIR DO ÓLEO DE COZINHA USADO EM ESCALA INDUSTRIAL Este trabalho de conclusão de curso foi apresentado e aprovado como requisito parcial para obtenção do Título de bacharel em Engenharia de Alimentos, na Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal, 15/02/2022. __________________________________________ Profa. Dra. Katherine Carrilho de Oliveira Deus Orientadora - UFRN _________________________________________ Profa. Dra Andréa Oliveira Nunes Membro interno - UFRN _________________________________________ Prof. Dr. Juarez Azevedo de Paiva Membro interno UFRN AGRADECIMENTOS Quero agradecer a Deus, pela vitória que Ele me deu ao permitir que eu ingressasse em uma Universidade Federal, por ter permitido que eu chegasse até aqui e por ter me ajudado até aqui e o mais importante, por ter permitido eu estar finalizando esse curso. Aos amigos que fiz nesse mundo chamado UFRN. A todos os professores que eu tive durante esses seis anos e meio de curso e passaram o conhecimento que tenho hoje. Aos meus pais e familiares. A professora Drª Katherine Carrilho de Oliveira Deus por ter aceitado ser minha orientadora no presente TCC. A Drª Helena da Universidade Federal do Rio Grande por todo apoio. Aos meus irmãos em Cristo que Oraram por mim. A todos que torceram por mim e disseram “Vai dar certo!” FELIPE, Renato Justino Tavares – Produção de sabão em barra a partir do óleo de cozinha usado em escala industrial. Trabalho de Conclusão de Curso, UFRN, Departamento de Engenharia Química. Áreas de concentração: Engenharia de Alimentos. 2022, Natal/RN, Brasil. Orientadora: Profa. Dra. Katherine Carrilho de Oliveira Deus. RESUMO: O óleo de cozinha é muito utilizado em residências, bares e restaurantes no preparo (fritura) de alimentos; mas após um tempo de uso, este perde suas propriedades e passa por um processo de rancidez, ficando impróprio para o uso. Muitas pessoas ainda desconhecem os riscos que o descarte inadequado do óleo provoca, estes riscos vão desde a poluição da água, do ar e do solo até o aparecimento de pestes e doenças e o encarecimento do tratamento da água. Mas existem formas de agregar valor ao óleo usado através da avaliação do ciclo de vida, da reciclagem e da economia circular, inserindo-o novamente como matéria-prima para produção de sabão, biodiesel e tintas, evitando assim o seu descarte inadequado. É nesse contexto que entra o tema do presente trabalho que tem como objetivo a agregação de valor a um resíduo, que seria descartado inadequadamente, para a produção de sabão em barra em escala industrial, gerando emprego e renda e evitando os impactos ambientais. Pensando nisso, foi proposta uma unidade recicladora, foram calculados os balanços de massa e energia e foi feita a análise econômica para chegar no custo unitário do produto. Devido à pandemia de Covid-19, não foi possível a realização de experimentos em laboratório, por isso os valores foram retirados de artigos e vídeos explicativos e, em seguida, adaptados para a escala industrial; com as adaptações feitas, foi possível estimar uma produção diária de 552 kg de sabão, sendo embalado em formas de 200 gramas, com isso foi possível estimar uma produção diária de 2760 barras. Apesar de ser algo já existente, é de grande importância a implantação de uma unidade recicladora de óleo para que as pessoas se conscientizem dos impactos negativos do seu descarte inadequado e que é possível agregar valor a um resíduo alimentício. Palavras Chave: Óleo usado, reciclagem, sabão. FELIPE, Renato Justino Tavares – Production of bar soap from used cooking oil on an industrial scale. Completion of course work, UFRN, Department of Chemical Engineering. Areas of concentration: Food Engineering. 2022, Natal/RN, Brazil. Advisor: Prof. Dr. Katherine Carrilho de Oliveira Deus. ABSTRACT: Cooking oil is widely used in homes, bars and restaurants in the preparation (frying) of food; but after a while of use, it loses its properties and goes through a process of rancidity, becoming unfit for use. Many people are still unaware of the risks that the improper disposal of oil causes, these risks range from water, air and soil pollution to the appearance of pests and diseases and the increase in water treatment. But there are ways to add value to used oil through life cycle assessment, recycling and the circular economy, re-inserting it as a raw material for the production of soap, biodiesel and paints, thus preventing its inappropriate disposal. It is in this context that the theme of the present work enters, which aims to add value to a residue, which would be inappropriately discarded, for the production of bar soap on an industrial scale, generating employment and income and avoiding environmental impacts. With this in mind, a recycling unit was proposed, mass and energy balances were calculated and an economic analysis was carried out to arrive at the unit cost of the product. Due to the Covid-19 pandemic, it was not possible to carry out experiments in the laboratory, so the values were taken from articles and explanatory videos and then adapted to the industrial scale; with the adaptations made, it was possible to estimate a daily production of 552 kg of soap, being packaged in 200 gram molds, with this it was possible to estimate a daily production of 2760 bars. Despite being something that already exists, it is very important to implement an oil recycling unit so that people are aware of the negative impacts of improper disposal and that it is possible to add value to a food waste. Key-Words: used oil, recycling, soap. ABREVIATURAS V volume M3 metro cúbico M massa Kg quilogramas CLT Consolidação das Leis Trabalhistas L litros S.C. Soda Caustica LISTA DE TABELAS Tabela 1 Composição (%) dos ácidos graxos de alguns dos óleos e gorduras de origem vegetal............................................................................................................. 19 Tabela 2 Custo Inicial com equipamentos e utensílios e a depreciação.......................... 37 Tabela 3 Demais equipamentos, móveis e veículos e a depreciação.............................. 38 Tabela 4 Custo Fixo Total............................................................................................. 38 Tabela 5 Cargos e salários............................................................................................. 39 Tabela 6 Custos Fixos.................................................................................................... 40 Tabela 7 Insumos...........................................................................................................40 Tabela 8 Embalagem e rótulo........................................................................................ 41 Tabela 9 Custo Energético Total................................................................................... 42 Tabela 10 Valor Total...................................................................................................... 42 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Estrutura de um ácido graxo............................................................................. 15 Figura 2 Principais ácidos graxos................................................................................... 15 Figura 3 Formação da molécula de triacilglicerol........................................................... 16 Figura 4 Quebra da molécula de triacilglicerol............................................................... 16 Figura 5 Fluxograma do processo................................................................................... 24 Figura 6 Tanque de Decantação...................................................................................... 25 Figura 7 Reação de Saponificação.................................................................................. 26 Figura 8 Formas de madeira para sabão.......................................................................... 27 Figura 9 Túnel de encolhimento..................................................................................... 28 Figura 10 Layout da Unidade Recicladora........................................................................ 29 Figura 11 Balanço de Massa da Limpeza do Óleo............................................................ 30 Figura 12 Balanço de Massa do Processo de Filtração...................................................... 31 Figura 13 Balanço de Massa do Processo de Decantação................................................. 31 Figura 14 Tanque dispersor.............................................................................................. 32 Figura 15 Balanço de Massa do Processo de Homogeneização........................................ 34 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................... 11 1.1.1OBJETIVO GERAL ................................................................................. 13 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ................................................................... 13 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................. 14 2.1 Óleos vegetais ..................................................................................................... 14 2.2 Principais tipos de óleos ................................................................................. 16 2.3 Composição dos principais óleos .................................................................... 19 2.4 Rancidez ........................................................................................................ 19 2.5 Impactos do descarte irregular de óleo ............................................................ 20 2.6 Sustentabilidade aplicada a reciclagem do óleo usado. .................................... 21 3. METODOLOGIA ................................................................................................. 23 3.1 Fluxograma do processo. ................................................................................ 23 3.2 Descrição das etapas do fluxograma ............................................................... 23 3.3 LAYOUT DA UNIDADE RECICLADORA.................................................. 27 3.4 BALANÇOS DE MASSA .............................................................................. 29 3.4.1 Balanço de Massa da Limpeza do Óleo. ................................................... 29 3.4.2 Balanço de Massa do Processo de Filtração. ............................................. 29 3.4.3 Balanço de Massa do Processo de Decantação. ......................................... 30 3.4.4 Balanço de Massa do Processo de Homogeneização ................................. 30 3.4.5 Balanço de Massa do Processo de Moldagem. .......................................... 33 3.5 BALANÇO DE ENERGIA ............................................................................ 33 3.5.1 Balanço de Energia da Limpeza do Óleo. ................................................. 34 3.5.2 Balanço de energia da Homogeneização ................................................... 35 3.6 ANÁLISE ECONÔMICA .............................................................................. 35 3.6.1 Custo com Equipamentos. ........................................................................ 36 3.6.2 Custo com Funcionários ........................................................................... 38 3.6.3 Custos Fixos. ............................................................................................ 39 3.6.4 Custos com insumos e embalagens. .......................................................... 39 3.6.5 Custo Energético ...................................................................................... 40 3.6.6 Valor unitário do produto ......................................................................... 41 3.7 PLANO DE NEGÓCIOS ............................................................................... 42 3.8 TRATAMENTO DE EFLUENTES................................................................ 43 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................ 44 REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 45 11 1. INTRODUÇÃO A rápida expansão populacional, o desenvolvimento econômico e a urbanização tornaram elevada a geração de resíduos sólidos, incluindo resíduos das produções agrícolas, resíduos do processamento industrial de alimentos, além dos resíduos domésticos (GUO et al., 2021). O descarte inapropriado ou tratamento de resíduos inadequado está entre as principais causas da poluição ambiental e destruição dos ecossistemas, afetando a saúde humana e animal (MATHEW et al., 2020). Em vista disso, estimular o reaproveitamento destes resíduos têm implicações importantes para a preservação ambiental, além de impulsionar o desenvolvimento econômico (SHARMA et al., 2021). Aliado as pesquisas sobre o reaproveitamento de resíduos, avanços recentes têm sido realizados no desenvolvimento de processos “environmentally friendly”, ou seja, “amigáveis ao ambiente”, aplicando estratégias integradas de produção, as quais posteriormente podem ser incluídas no processo economia circular (cujo elemento principal é o reciclo), fazendo com que o conceito de “resíduo” desapareça (MATHEW et al., 2020; SHARMA et al., 2021). Os óleos residuais (e ainda as gorduras) são provenientes, em sua maior parte, de processos de fritura de alimentos. As principais fontes desses rejeitos estão localizadas nos grandes centros industriais e comerciais e, em menor quantidade nos lares (CASTELLANELLI, 2008). Quando é feito o descarte irregular destes materiais há a contaminação da água, do solo e até da atmosfera terrestre. Quando descartado na água, pode contaminar rios, mares, represas e afetar diretamente as espécies (animais e vegetais) que vivem nesses ambientes (RECICLA SAMPA, 2021). Essa contaminação acontece porque a densidade do óleo é menor que a da água, consequentemente, o óleo fica retido na superfície da água e o resultado (como foi citado no começo do parágrafo) é afetar diretamente as espécies que vivem nesses ambientes. Um exemplo claro disso é a morte do fitoplâncton (microalgas fotossintéticasque vivem em rios e mares), pois este depende da luz para desenvolver-se, e o resultado de sua morte vai desde o comprometimento da cadeia alimentar das espécies aquáticas pois estas ficariam sem alimento, até a diminuição do oxigênio atmosférico (FOGAÇA, 2021). Quando descartado no solo, o óleo o impermeabiliza, dificultando a infiltração da água, e o resultado são as enchente e inundações. Após a sua decomposição, o óleo pode liberar gás 12 metano na atmosfera, contribuindo para o efeito estufa e o aquecimento global (RECICLA SAMPA, 2021). Os números recentes sobre as quantidades de óleos residuais geradas no Brasil são elevados e causam preocupação. Existem várias alternativas e a primeira delas é a fabricação de sabão, que mesmo sendo uma tecnologia conhecida e antiga, ainda é bastante útil e usual, uma vez que converte o óleo a um produto menos poluente e de melhor biodegradabilidade (OLIVEIRA, 2015). Além de causar danos ao meio ambiente, o descarte irregular de óleo ainda pode trazer problemas aos encanamentos e às ETE’s (Estação de tratamento de efluentes), pois o mesmo fica retido nas tubulações, causando entupimentos e atraindo pragas que podem trazer doenças como a leptospirose e a cólera. Quando chega nas ETE’s, o óleo é tratado para que a água possa ser devolvida aos rios e às represas, porém esse tratamento é de apenas 68% e o resultado é que uma parte do óleo ainda é despejado. Um ponto importante a ser destacado é que o tratamento é muito caro, correspondendo a 20% do custo total do mesmo (FOGAÇA, 2021). A reciclagem do óleo pode ser vista do ponto de vista da sustentabilidade que envolve, além do uso de recursos naturais, os problemas da sociedade como um todo. Visando pautar a temática da sustentabilidade ao presente trabalho, será tomado como base o economista polonês Ignacy Sachs. Para Sachs, a sustentabilidade vai muito além do uso de recursos naturais. Esta, deve pautar de uma forma ampla nos problemas da sociedade como um todo. Segundo Sachs, a sustentabilidade se divide em dimensões social (com distribuição igualitária de renda e de bens), Econômica (através do gerenciamento mais eficiente dos recursos), ecológica (a principal do presente trabalho, que consiste em reduzir resíduos por meio da reciclagem), espacial (com uma divisão mais justa de espaços urbanos e rurais), e cultural (na busca de processos que não interfiram de forma significativa nos parâmetros culturais) (VERONA, 2015). Para o presente trabalho, será pautada a dimensão ecológica e social, porque, consequentemente, ao realizar a reciclagem do óleo (o tema do presente trabalho) está havendo uma redução de resíduos e também da poluição ambiental de um modo geral e ainda geração de emprego e renda. Em vista disso, o óleo descartado incorretamente causa muitos danos ao meio ambiente, mas para minimizar esses impactos, existem formas de reaproveitá-lo. A forma mais conhecida é a sua reciclagem para a fabricação de sabão, outras formas de reaproveita-lo é na produção de biodiesel, ração animal e resinas para tintas. Neste sentido o presente trabalho tem como 13 objetivo avaliar a implantação de uma unidade de fabricação de sabão a partir do reaproveitamento do óleo de cozinha, ou seja, discutirá a importância da agregação de valor ao óleo de cozinha usado para fabricação de sabão em escala industrial como alternativa para gerar emprego e renda. 1.1 OBJETIVOS 1.1.1OBJETIVO GERAL Apresentar uma proposta de implantação de uma unidade industrial para a produção do sabão. 1.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Estudar os óleos vegetais mais usados e a sua composição antes do uso; Analisar os impactos do descarte irregular do óleo vegetal usado ao meio ambiente; Apresentar possíveis soluções para questão da reciclagem por meio da produção de sabão. Avaliar a viabilidade da implantação de uma unidade de fabricação de sabão a partir do reaproveitamento do óleo de cozinha. 14 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Óleos vegetais O óleo vegetal pode ser definido como uma gordura natural extraída das plantas (CARVALHO, 2017). Uma das formas de se classificar um óleo vegetal é pela sua composição de ácidos graxos (FUENTES 2011), que são ácidos monocarboxílicos (um carbono ligado a uma hidroxila e um oxigênio) com um radical de cadeia longa e linear (como pode ser visto na Figura 1), com número par de átomos de carbono, podendo ser saturados, insaturados ou poli-insaturados (DIAS, 2021). Figura 1: Estrutura de um ácido graxo. Fonte: Diogo Lopes Dias, 2021. Quando se fala em ácidos graxos, três são os principais dominantes nos óleos vegetais: palmítico (C16:0), oleico (C18:1(9)), linoleico (C18:2(9,12)), algumas vezes acompanhado de ácido esteárico (C18:0) e pelo ácido linolênico (C18:3(9,12,15)). Há também outros que estão presentes nos óleos especiais, incluindo mirístico, láurico, erúcico, hexadecenóico, ácido ᵞ-linolênico, eleostearico e isômeros, ricinoléico e vernólico (GUNSTONE, 2005). Na Figura 2 são mostradas as estruturas dos principais ácidos graxos. Figura 2: Principais ácidos graxos. Fonte: Raquel Machado de Sousa, 2015. 15 Os óleos vegetais são compostos em sua maioria por triglicerídeos, que são compostos por três moléculas de ácidos graxos e uma molécula de glicerol (CARVALHO, 2017). Na Figura 3 é mostrado como ocorre a reação para a formação da molécula de triacilglicerol. Figura 3: Formação da molécula de triaciglicerol. Foto: Ana Carolina de Oliveira Carvalho, 2017. Os ácidos graxos dos óleos vegetais só são utilizados quando a estrutura do triacilglicerol se rompe. Esse rompimento acontece pela ação da água e do calor nos três locais em que o oxigênio realiza uma ligação simples com carbono saturado (indicado pelas setas azuis). Após isso, cada oxigênio desse recebe um átomo de hidrogênio e o carbono a que ele estava ligado recebe uma hidroxila (OH), como pode ser observado na Figura 4. Figura 4: Quebra da molécula de triacilglicerol. Foto: Diogo Lopes Dias, 2021. 16 2.2 Principais tipos de óleos Os principais tipos de óleos são: Óleo de soja: A soja (Glycine max) é uma leguminosa que pertence família Fabaceae, à sub- família das Papilionoidea e do grupo das Faseoleas (CARVALHO, 2017). Considerada um dos grãos mais antigos que o homem conhece e começou a ser cultivada pelos chineses há cerca de 5.000 anos. Chegou ao Brasil com os primeiros imigrantes japoneses em 1908, mas só foi introduzida em 1914 no Rio grande do Sul, e a sua expansão aconteceu nos anos 70 por causa do interesse crescente da indústria de óleos (JORGE, 2009). A soja é composta por aproximadamente 40% de proteínas, 20% de lipídios, 17% de celulose e hemicelulose, 7% de açúcares, 5% de fibra e 6% de Cinzas (JORGE, 2009). Em 2020, a produção total de soja no mundo foi de 362,947 milhões de toneladas; No Brasil, maior produtor mundial do grão, a produção total foi de 135,409 milhões de toneladas; Mato Grosso (maior produtor brasileiro do grão) produziu ao todo 35,947 milhões de toneladas (EMBRRAPA, 2021). A principal vantagem do óleo de soja em relação a outros se deve ao seu baixo preço aliado à sua boa qualidade (CARVALHO, 2017). Dentre as demais vantagens se destacam: alto nível de insaturação presente; o óleo se mantém líquido sobre uma oscilação de temperatura relativamente ampla; pode ser hidrogenado parcialmente; os fosfatos, restos de metais e sabões que permanecem após a extração podem ser removidos facilmente para obter um produto de alta qualidade; e a presença natural de antioxidantes (tocoferóis) que não foram removidos durante o processamento também contribui para sua estabilidade (JORGE, 2009). Óleo de milho: O milho (Zea Mays L.) é uma planta pertencente à família das gramíneas, e é provavelmente o grão maisantigo cultivado nas Américas (JORGE, 2009). O óleo de milho comercial é obtido do gérmen do grão de milho. O gérmen representa 9% do grão e contém cerca de 83% do total de lipídios. Este cereal não é cultivado por seu conteúdo em óleo, o qual representa somente 3,1 – 5,7% do peso do grão, mas pelo seu elevado teor de amido (61 – 78%) e proteína (6 – 12%) (JORGE, 2009). 17 Um fato importante que tem contribuído para o aumento da demanda nos mercados é a estabilidade oxidativa do óleo de milho durante o uso e a ausência de formação de precipitado sob refrigeração. Além disso, são muitos os benefícios nutricionais, primariamente relacionados aos seus ácidos graxos insaturados e conteúdo de vitamina E, que tem despertado o interesse por este tipo de óleo. Os ácidos graxos poliinsaturados ajudam a regular os níveis de colesterol sangüíneo, a síntese de eicosanóides e a diminuir a pressão arterial (JORGE, 2009). É um dos alimentos mais nutritivos que existem, e contém quase todos os aminoácidos conhecidos. O óleo é obtido da semente do milho. Na indústria alimentícia tem muitos usos, principalmente no preparo de bolos, tortas e doces, além de ser utilizado para fritar alimentos, elaborar margarinas, maioneses e molhos para saladas (JORGE, 2009). Óleo de canola: A canola [Brassica napus L. e Brassica rapa L.] planta da família das crucíferas (como o repolho e as couves), pertence ao gênero Brassica (CARVALHO, 2017). O nome canola é derivado da sigla Canadian Oil Low Acid, as sementes foram obtidas por modificação genética das espécies Brassica napus e Brassica rapa (campestres) (FUENTES, 2011). A canola é o único cultivo oleaginoso adaptado para as regiões temperadas. Possibilitando a germinação e o crescimento em baixas temperaturas, o que permite o cultivo em regiões mais frias e de maiores altitudes (FUENTES, 2011). Os grãos de canola produzidos no Brasil possuem em torno de 24 a 27% de proteína e de 34 a 40% de óleo (CARVALHO, 2017). O óleo pode ser obtido por prensagem ou por extração com solvente ou uma combinação dos dois métodos. O óleo bruto é de coloração âmbar escuro e contém alto nível de fosfatídios (3,5%), pigmentos e compostos sulfurados. O óleo refinado é amarelo claro e livre de cera, fósforo e de enxofre e apresenta odor e sabor suave (JORGE, 2009). O óleo de canola é usado em salada, fritura e na formulação da margarina. As vantagens nutricionais desse óleo se relacionam ao baixo índice de ácidos graxos saturados, que favoreceriam o aumento do nível de colesterol sangüíneo, um dos fatores de risco na arteriosclerose e também ao elevado teor de ácidos graxos poli-insaturados, que ajudam a diminuir o nível de colesterol sangüíneo. Graças as suas qualidades nesse 18 aspecto, o óleo de canola vem conquistando espaço no mercado ano após ano, mesmo vendido a preços mais altos (JORGE, 2009). Óleo de girassol: O girassol (Helianthus annuus L.) é considerado uma das espécies mais antigas de sementes oleaginosas na América do Norte, pertence à família Compositae (Asteraceae) e ao gênero Helianthus (FUENTES, 2011). Quando foi levado para a Europa e para a Ásia no século XVI, a beleza da flor conquistou espaço como planta ornamental e hortaliça. Após isso, os russos descobriram o potencial do girassol como óleo vegetal (JORGE, 2009). Hoje, a planta é cultivada em todos os continentes, principalmente em locais de clima temperado como Rússia, Argentina, Europa Ocidental e Oriental, China e Estados Unidos (FUENTES, 2011). De maneira geral, a semente de girassol possui aproximadamente 24% de proteínas e 47,3% de matéria graxa em sua composição (FUENTES, 2011). O óleo da semente de girassol passou a ser consumido na Europa, no século XVIII. O óleo de girassol é produzido industrialmente a partir das sementes de girassol. Estas são limpas, secas, descascadas, trituradas e extraídas com solvente (CARVALHO, 2017). É um óleo que pode ser usado a frio diretamente sobre os alimentos, em molhos para saladas, maioneses, etc. Além de entrar na composição de numerosas margarinas e cremes de barrar, em combinação com outros componentes de mais elevado ponto de fusão (CARVALHO, 2017). Óleo de algodão: O óleo de algodão, é derivado das sementes de Gossypium hirsutum (Americano) ou Gossypium barbadense (Egípcio), é um subproduto na obtenção da fibra (JORGE, 2009). De acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, o óleo após a extração é submetido ao processo de refino e desodorização por meio de processos tecnológicos adequados. Sua obtenção ocorre seja por prensagem ou métodos de extração por solvente. As sementes do algodão são ótimas fontes de proteína barata para formular alimentos (CARVALHO, 2017). É bastante usado em países pobres, por causa do alto teor destes constituintes e da boa qualidade dos seus ácidos graxos e aminoácidos e representam uma fonte alimentícia importante para suplementar uma dieta deficientes em proteínas (CARVALHO, 2017). 19 O óleo de algodão é usado principalmente como óleo para saladas ou óleo de cozinha, sendo que 56% são consumidos nesta categoria, enquanto que 36% são consumidos em forma de gorduras vegetais para frituras e cozimento, e uma pequena parte é usada em margarinas e outros (JORGE, 2009). 2.3 Composição dos principais óleos A composição dos principais óleos vegetais pode ser vista na tabela abaixo: Tabela 1: Composição (%) dos ácidos graxos de alguns dos óleos e gorduras de origem vegetal. Fonte do óleo ou gordura Palmítico C16 Esteárico C18 Oléico C18:1(n9) Linoléico C18:2(n9,12) Linolênico C18:3(n9,12,15) Algodão 17-31 1-4 13-44 33-59 0,1-2,1 Amendoim 6-16 1,3-6,5 35-72 13-45 <1 Dendê 32-59 1,5-8 27-52 5-14 <1,5 Girassol 3-10 1-10 14-65 20-75 <0,7 Oliva 7,5-20 0,5-3,5 56-83 3,5-20 <1,5 Milho 8-19 0,5-4 19-50 34-62 4-11 Soja 7-14 1,4-5,5 19-30 44-62 4-11 Fonte: Oliveira et al, 2021. 2.4 Rancidez Rancidez pode ser definida como a deterioração em óleos e gorduras sensorialmente detectável (JORGE, 2009). Há dois tipos de Rancidez: Hidrolítica: É a hidrólise de óleos e gorduras com produção de ácidos graxos livres, que ocorre por causa da ação de enzimas lipases presentes nas sementes oleaginosas ou lipases de origem microbiana (JORGE, 2009). 20 A decomposição das gorduras por meio da lipase é acelerada pela luz e calor, com formação de ácidos graxos livres que causam sabor e odor desagradáveis, principalmente em gorduras como manteigas, que possuem grande quantidade de ácidos graxos voláteis. Já, as gorduras com ácidos graxos não-voláteis, esses sabores e odores característicos não aparecem juntamente com a deterioração (JORGE, 2009). Além da rancidez hidrolítica enzimática, há também a rancidez hidrolítica não enzimática ou química (o foco do presente trabalho). Essa rancidez ocorre nos processos de fritura, nas quais a hidrólise se dá a altas temperaturas com a liberação de água do próprio alimento, produzindo ácidos graxos livres, monoacilgliceróis, diacilgliceróis, glicerol, monômeros cíclicos, dímeros e polímeros e um odor desagradável devido a presença da água do alimento (JORGE, 2009). Oxidativa Também chamada de auto oxidação é a reação mais importante em óleos e gorduras do ponto de vista da qualidade. A principal reação é a ação direta do oxigênio atmosférico sobre as duplas ligações dos ácidos graxos insaturados, com a conseqüente formação de peróxidos e hidroperóxidos que são os produtos primários sensorialmente inertes (PORTAL EDUCAÇÃO, 2021). 2.5 Impactos do descarte irregular de óleo Uma das principais fontes de poluição são as atividades industriais, que diariamente despejam resíduos sólidos, líquidos e gasosos no meio ambiente, e causam sérios impactos no solo, na água e no ar, trazendo vários prejuízospara a vida na Terra e para a natureza, que termina sofrendo com as consequências desses impactos. Mas além das atividades industriais, o ser humano também é uma das fontes de poluição, pois, muitas vezes por ignorância, o mesmo polui o meio ambiente, principalmente ao descartar resíduos sólidos e líquidos de forma incorreta, em especial o óleo de cozinha usado. Como já foi mencionado na Introdução, o descarte irregular do óleo traz sérios problemas ao meio ambiente; ao ar, por aumentar a concentração de carbono na atmosfera, contribuindo para o aquecimento global; à água, pois devido à sua baixa densidade, cria uma barreira que impede a passagem de luz e oxigênio, afetando negativamente a biodiversidade aquática; e ao solo, por impedir a infiltração da água das 21 chuvas e impedir a absorção de nutrientes para as plantas; além de entupir tubulações e encanamentos e trazer prejuízos nas estações de tratamento de efluentes, pois esse tipo de tratamento (separação de fases oleosa e aquosa) é caro e não separa as fases por completo. E infelizmente, por falta de conhecimento do descarte irregular de óleo e seus impactos negativos, muitas pessoas o descartam de forma inapropriada. 2.6 Sustentabilidade aplicada a reciclagem do óleo usado. O Planeta tem enfrentado diariamente dificuldade em satisfazer a demanda cada vez maior da população no que tange os recursos naturais e em absorver os resíduos produzidos. Para diminuir essa realidade, surge o conceito de desenvolvimento sustentável, que visa o uso equilibrado e racional dos recursos disponíveis para atender as necessidades e as demandas da geração atual sem comprometer a demanda das gerações futuras (LUCCHETTI et al., 2019). A principal causa dos resíduos é o modo como as atividades são baseadas, que na maioria dos casos, consiste em um modelo econômico linear. Esse modelo consiste em transformar recursos naturais em materiais e produtos básicos para a venda. A desvantagem deste modelo é que é baseado na premissa incorreta de uma disponibilidade abundante de recursos, fácil de encontrar e de baixo custo para o descarte, ignorando os impactos ambientais relacionados (LUCCHETTI et al., 2019). Diante dessa problemática, surge o conceito de economia circular que consiste em associar desenvolvimento econômico a um melhor uso de recursos naturais, por meio de novos modelos de negócios e da otimização nos processos de fabricação com menor dependência de matéria-prima virgem, priorizando insumos mais duráveis, recicláveis e renováveis (SESI, 2022). Em síntese, a economia circular trata-se de um modelo econômico planejado para que o desperdício (no caso do presente trabalho, resíduo) de um determinado processo retorne à circulação tornando matéria prima para o mesmo ou para um processo diferente. Um sistema (processo) atinge a circularidade quando não produz resíduos (LUCCHETTI et al., 2019). A economia circular tem como objetivo imitar a natureza, pois a natureza não produz resíduos, e sim, por meio de processos cíclicos recicla e reaproveita a matéria de forma infinita. Ou seja, ao imitar a natureza, há uma melhora e otimização do uso dos 22 materiais que entram nos sistemas de produção e da energia que alimenta esses processos, garantindo, respectivamente, que o valor dos produtos e materiais seja mantido enquanto possível e utilizando fontes de energia renováveis (LUCCHETTI et al., 2019). É nesse contexto visando a economia circular que entra o tema do presente trabalho que consiste em agregar valor a um resíduo alimentício (óleo de cozinha usado) através da elaboração de um plano de negócios para implantação de uma unidade recicladora de óleo de cozinha usado para fabricação de sabão e assim gerar emprego, renda e evitar os impactos ambientais causados pelo seu descarte irregular. 23 3. METODOLOGIA 3.1 Fluxograma do processo. Em razão da pandemia de Covid-19 não foi possível a realização de experimentos em laboratório, logo, as etapas serão descritas conforme trabalhos científicos e vídeos explicativos e os valores serão adaptados para a realidade industrial. Figura 5: Fluxograma do processo. Fonte: Autor, 2022. 3.2 Descrição das etapas do fluxograma Recepção: Nessa etapa inicial, as embalagens com o óleo usado chegam na unidade recicladora e ficam armazenadas em estrados sobre o chão. Limpeza: É posto em um tanque de aço inoxidável óleo, água e água sanitária, todos nessa proporção, em seguida, o fogão é aceso. O objetivo dessa etapa é “lavar” o óleo e não há 1. Recepção 2. Limpeza 3. Filtração 4. Decantação 5. Homogeneização (saponificação) 6. Endurecimento 7. Embalagem 8. Armazenamento 9. Expedição 24 um tempo determinado, quando a mistura começar a ferver, o óleo está limpo, e isso acontece quando a cor do óleo fica mais clara do que antes da fervura. Uma observação importante é que todos os componentes devem ser postos juntos para evitar acidentes como o respingo do óleo quente. Filtração: Após o óleo ficar limpo e clareado, o mesmo é filtrado. O objetivo dessa etapa é separar (reter) do óleo os restos de alimentos provenientes do processo de fritura. Isso é feito em uma peneira de aço inoxidável. Decantação: Essa etapa tem como objetivo separar o óleo da água e da água sanitária, isso é feito deixando a mistura em repouso em um tanque de decantação de 100 kg (Figura 6). Como a densidade do óleo é menor que a da água, naturalmente o óleo sobe e a água desce pela ação da gravidade. Após a separação das fases, a solução clorada que foi formada é retirada primeiro por uma torneira na parte inferior, em seguida, é retirado o óleo. Esse óleo não é apropriado para consumo humano por conta do resíduo de água sanitária. Figura 6: Tanque de decantação. Fonte: Mercado Livre, 2022. 25 Homogeneização (saponificação): Nessa etapa começa a produção do sabão propriamente dito, esse processo é chamado de saponificação e consiste em misturar soda caustica e óleo em meio aquoso. O processo pode ser visto na Figura 7: Figura 7: Reação de Saponificação. Fonte: Gama et Al, 2015. Para que a reação de saponificação ocorra são necessários um glicerídeo e uma base forte (hidróxido de sódio) em um meio aquoso e o produto dessa reação é um álcool (glicerol ou propantriol) e um sal (sabão, no caso). Pelo cálculo estequiométrico são necessários três mols de soda cáustica para reagir com um mol do glicerídeo e nessa reação há um rompimento de ligações, o cátion (sódio) se liga ao carbono próximo ao radical e o resultado é o sabão, enquanto que a hidroxila (OH-) se liga ao carbono próximo a um oxigênio e o resultado é um álcool (glicerol). Para a realização dessa etapa, tomou-se por base o artigo de Aberici & Pontes, 2004, porém com algumas adaptações. Em seu artigo “Reciclagem de óleo comestível usado através da fabricação de sabão” as autoras utilizaram 4 L de óleo comestível usado, 2 L de água, ½ copo de sabão em pó, 1 kg de soda cáustica (NaOH), 5 mL de óleo essencial. Como o objetivo da unidade é produzir sabão neutro e em escala industrial, serão retirados os itens sabão em pó e óleo essencial e adicionado álcool etílico 70 tamponado para equilibrar o pH e ajudar no endurecimento, e os valores, posteriormente, serão adaptados para a escala industrial. Inicialmente, a água é aquecida a uma temperatura de 60 °C. Em seguida, a água é colocada em um tanque com capacidade para 10 L, e, aos poucos é adicionada a soda cáustica (lembrando de manter a mistura sempre em constante agitação com um agitador 26 mecânico); aos poucos é adicionado o óleo à solução alcalina que deve continuar sendo agitada por 40 minutos até a formação de uma massa com consistência pastosa. Por se tratar deum processo exotérmico, ou seja, que libera calor e energia, e tendo em vista que a soda cáustica é altamente corrosiva e o seu vapor pode causar danos à saúde do trabalhador, a execução dessa etapa só pode ser feita com o exaustor ligado e com os funcionários usando os EPI’s (Equipamentos de proteção individual) óculos, máscara facial, luva descartável, protetor auricular e touca, devidamente fornecidos pela empresa, de acordo com o Artigo N° 166 do Decreto-lei 5452 de 1° de maio de 1943 da CLT (consolidação das Leis Trabalhistas) que diz: A empresa é obrigada a fornecer aos empregados, gratuitamente, equipamento de proteção individual adequado ao risco e em perfeito estado de conservação e funcionamento, sempre que as medidas de ordem geral não ofereçam completa proteção contra os riscos de acidentes e danos à saúde dos empregados. (Redação dada pela Lei nº 6.514, de 22.12.1977) (BRASIL, 1943). Endurecimento: Nessa etapa, a massa formada é colocada em formas retangulares (Figura 8) e, em seguida, fica em repouso por 24 horas para o endurecimento e finalização da reação de saponificação. Figura 8: Formas de madeira para sabão. Fonte: Mercado Livre, 2022. http://www.jusbrasil.com.br/legislacao/103515/lei-6514-77 27 Embalagem: Nessa etapa, o sabão é colocado em embalagens plásticas (embalagem primária), passa por um túnel de encolhimento (Figura 9) para selar bem o produto e por último é embalado em caixas de papelão (embalagem secundária). Figura 9: Túnel de encolhimento. Fonte: Cetro Máquinas, 2022. Armazenagem: Após a embalagem, as caixas ficam armazenadas em um depósito até a expedição. Expedição: O produto final (sabão) é enviado para os seus respectivos destinos. 3.3 LAYOUT DA UNIDADE RECICLADORA. O International Labour Office de Genebra define layout como sendo a posição relativa dos departamentos, seções ou escritórios dentro do conjunto de uma fábrica, oficina ou área de trabalho (PELISSER et al., 2021). Para fazer um layout adequado, deve ser observada a representação espacial envolvendo homens, materiais e equipamentos. Além disso, que proporcione a minimização do esforço e da movimentação, para gerar valor no produto, reduzindo, assim, o custo de produção. Deve-se, ainda, respeitar o fluxo das operações, evitando cruzamentos, retornos e interrupção (PELISSER et al., 2021). 28 Para a indústria, em especial a de alimentos, o desenvolvimento de um layout adequado ao processo produtivo traz como resultados positivos a ergonomia, o aumento da produtividade/rendimento do processo e a redução de custos (PELISSER et al., 2021). Pensando nisso, foi planejado o layout (Figura 10) da unidade recicladora de óleo usado para produção de sabão de forma a garantir o fluxo da produção em escala linear, ou seja, após a finalização de uma etapa, o produto gerado segue para outra etapa sem haver cruzamentos, garantindo uma produção ágil e eficiente. Figura 10: Layout da Unidade Recicladora. Fonte: Elaborada pelo Autor, 2022. 29 3.4 BALANÇOS DE MASSA Para a realização dos balanços de massa será usada a Lei da conservação da massa, proposta por Lavoisier, que diz: Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma (Royan, 2022). O balanço de massa do presente trabalho será feito por etapas. A depender da etapa, alguns balanços seguirão os seus valores de referência enquanto outros serão adaptados para a escala industrial. Considerando que os compostos apresentam um grau de pureza elevado, não será necessário ser feito o balanço de massa por componentes. Estima-se uma produção diária (8 horas) de 552 quilos de sabão, sendo 69 quilos por hora. 3.4.1 Balanço de Massa da Limpeza do Óleo. Figura 11: Balanço de Massa da Limpeza do óleo. 1,5 litros de óleo 3,150 litros de óleo Clarificado Com sujidades 0,150 litros de Água sanitária 1,5 litros de água Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. Obs.: O balanço acima é para uma panela. Por se tratar de uma unidade industrial todos os valores são multiplicados por vinte e oito, porque esse processo não é feito em apenas uma panela, mas em um tanque de aquecimento com capacidade par 100 litros. 3.4.2 Balanço de Massa do Processo de Filtração. Nessa etapa, não há valores significativos para as sujidades podendo variar entre 5-10 gramas de restos alimentares ou mesmo o óleo já filtrado. Obs.: Essa etapa depende de como o óleo chegou na Unidade. 30 Figura 12: Balanço de Massa do Processo de Filtração. 3,15 litros de óleo filtrado 5-10 gramas de sujidades Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. 3.4.3 Balanço de Massa do Processo de Decantação. Figura 13: Balanço de massa do processo de decantação 1,5 de óleo decantado. 3,15 de óleo filtrado 1,65 litros de solução clorada Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. 3.4.4 Balanço de Massa do Processo de Homogeneização É nessa etapa que os valores serão convertidos para a escala industrial. Todo o processo é feito em um tanque dispersor de polipropileno com capacidade para 100 litros ou 0,1 m3 (Figura 14), logo, os valores que foram, anteriormente, usados para uma escala de até 10 litros, agora são convertidos para até 100 litros. A escolha do material do tanque se deve ao fato de que o plástico é um dos poucos materiais que não é corroído pela soda caustica. 3,15 litros de óleo clarificado com sugidades 31 Figura 14: Tanque Dispersor. Fonte: Mercado Livre, 2022. Equação 1: Conversão do valor do óleo em escala convencional para industrial. ÓLEO Volume do Tanque Escala convencional: 4,2 L 10 L Escala Industrial: X 100L Resolvendo a equação, temos que: X = (100 L do tanque x 4,2 L de óleo) /10 L do tanque. X = 42 litros de óleo. Equação 2: Conversão do valor da soda caustica em escala convencional para industrial. S.C Volume do Tanque Escala convencional: 1 kg 10 L Escala Industrial: X 100 L Resolvendo a equação, temos que: X = (100 L do tanque x 1 kg de S.C) / 10 L. X = 10 kg de soda caustica. Equação 3: Conversão do valor da água em escala convencional para industrial. ÁGUA Volume do Tanque Escala convencional: 2 L 10 L Escala industrial: X 100 L 32 Resolvendo a equação, temos que: X = (100 L do tanque x 2 L de água) / 10 L. X = 20 litros de água. Equação 4: Conversão do valor do álcool em escala convencional para industrial. ÁLCOOL Volume do Tanque Escala convencional: 0,2 L 10 L Escala industrial: X 100 L Resolvendo a equação, temos que: X = (100L do tanque x 0,2 L de álcool) / 10 L. X = 2 litros de álcool. Como o produto final é medido em quilogramas, os valores em litros do óleo, do álcool e da água serão convertidos para massa multiplicando o valor em litro pelas suas respectivas densidades (massa por volume) através da equação 4. Equação 5: conversão de litro para volume. V = M x ρ. V é o volume (em litros, L); M é a massa (em quilogramas, kg) e ρ é a densidade (quilos por litros, kg/L). Convertendo os valores de volume da água, do álcool e do óleo para massa, temos que: Água: M água = 20 L x 1 ( kg L ) = 20 kg. Segundo Gelson, 2018, a densidade do óleo de cozinha é de 891 kg/m3 e como 1 m3 equivale a 1000 litros. Logo: Óleo: M óleo = 42 L x 0,891 ( kg L ) = 37,42 kg. Segundo o CFQ, 2018, a densidade do álcool etílico é de 789kg/m3. Logo: Álcool: M álcool = 2 L x 0,789 ( kg L ) = 1,58 kg 33 Figura 15: Balanço de Massa do Processo de Homogeneização. 1,58 kg de álcool 10 kg de Soda Caustica 69 kg de sabão + glicerina 20 kg de Água 37,42 kg de óleo Fonte: Autor, 2022. 3.4.5 Balanço de Massa do Processo de Moldagem. Nessa etapa, a massa formada (sabão + glicerina) é dividida e colocada em formas com 200 gramas. Fazendo o cálculo: Número total de formas = massa formada (kg)/massa vendida (kg). Logo, Número total de formas = 69 kg/0,200 kg => Número total de formas = 345 formas. Total Produzido = 345 Formas x 8 => Total Produzido = 2760 barras de sabão. 3.5 BALANÇO DE ENERGIA Para calcular o balanço energético, será usado como base a Primeira Lei da Termodinâmica que trata do princípio da conservação da energia. Segundo Planas, 2020, “A mudança na energia interna de um sistema termodinâmico durante sua transição de um estado para outro é igual à soma do trabalho das forças externas em o sistema e a quantidade de calor transferida para o sistema, e não depende da maneira pela qual essa transição é realizada.” Segundo Souto, A primeira lei da termodinâmica diz que a variação na energia interna de um sistema (ΔU) é igual à transferência de calor resultante para dentro e para 34 fora do sistema (Q), mais o trabalho resultante realizado no sistema (W). Na forma de equação, a primeira lei da termodinâmica é, ΔU = Q + W. Os balanços energéticos calculados serão os das etapas de limpeza e homogeneização, porque em ambos há variação de temperatura e no caso da homogeneização, há o cálculo da potência necessária para aquecer a água. 3.5.1 Balanço de Energia da Limpeza do Óleo. Nessa etapa, não há trabalho realizado e a energia interna é nula, mas há geração de calor devido ao aumento da temperatura, foi estipulada a temperatura de 60°C após o aquecimento. O balanço energético dessa etapa é feito pela equação Q = M x Cp X (Tf – Ti). Em que Q é a quantidade de calor; M é a massa (em kg); Cp é a capacidade calorífica, ou calor específico, que pode ser definido, segundo Tanaka, como a quantidade de energia necessária para aquecer 1 grama de uma substância em um grau; e T é a temperatura final e inicial. Óleo: Segundo Tanaka, a capacidade calorífica do óleo é entre 0,4 e 0,5 cal/g °C. Fazendo as conversões, temos que: 0,5 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 x 1000 𝑔 1 𝑘𝑔 x 4,3 𝐽 1 𝑐𝑎𝑙 = 2150 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 , Com isso, a quantidade de energia nessa fase para o óleo é: Q = 37,42 kg x 2150 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 x (60 °C – 25 °C) = 2.815.855 J ou 2.815,8 kJ. Água: Segundo Tanaka, a capacidade calorífica da água é 1 cal/g °C. Fazendo as conversões, temos que: 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 x 1000 𝑔 1 𝑘𝑔 x 4,3 𝐽 1 𝑐𝑎𝑙 = 4300 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 . Com isso, a quantidade de energia nessa fase para a água é: Q = 42 kg x 4300 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 x (60 °C – 25 °C) = 6.321.000 J ou 6.321 kJ. Água Sanitária: Segundo Lucca 2006, o calor específico da água sanitária é de 0,918 cal/g °C. Fazendo as conversões, temos que: 0,918 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 x 1000 𝑔 1 𝑘𝑔 x 4,3 𝐽 1 𝑐𝑎𝑙 = 3947,4 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 . Com isso, a quantidade de energia nessa fase para a água sanitária é: 35 Q = 4,2 kg x 3947,4 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 x (60 °C – 25 °C) = 580.267,8 J ou 580 kJ. Logo, a quantidade de energia total para a limpeza do óleo é de: Q Total = Q água + Q óleo + Q água sanitária = 6.321 kJ + 2.815,8 kJ + 580 kJ = 9.716,8 kJ. 3.5.2 Balanço de energia da Homogeneização Nessa fase, há geração de calor por conta do aquecimento da água e há realização de trabalho por conta do movimento do agitador mecânico. Logo, Água: Q água = 20 kg x 4300 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 x (60 °C – 25 °C) = 3.010.000 J ou 3.010 kJ. Álcool etílico: Segundo Junior, o calor específico do álcool etílico é 0,6 cal/g °C. Fazendo as conversões, temos que: 0,6 𝑐𝑎𝑙 𝑔 °𝐶 x 1000 𝑔 1 𝑘𝑔 x 4,3 𝐽 1 𝑐𝑎𝑙 = 2.580 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 . Logo, Q álcool = 1,58 kg x 2.580 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 x (60 °C – 25 °C) = 142.674 J ou 142,7 kJ. Óleo: Q Óleo = 37,42 kg x 2150 𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 x (60 °C – 25 °C) = 2.815.855 J ou 2.815,8 Kj. Hidróxido de Sódio: Segundo Hernandez et al 2015, o calor específico da soda caustica é de 1,48 kJ/kg °C. Logo, Q soda caustica = 10 kg x 1,48 𝑘𝐽 𝑘𝑔 °𝐶 x 60°C = 888 kJ. A quantidade total de calor nessa fase é: Q Total = Q água + Q álcool + Q óleo + Q soda caustica = 3.010 kJ + 142,7 kJ + 2.815,8 kJ + 888 kJ = 6.856,5 kJ. 3.6 ANÁLISE ECONÔMICA A análise financeira, também chamada de análise econômica, é o estudo da capacidade de geração lucro de uma empresa. Esta é também uma maneira de medir seu desenvolvimento. Através dela, encontramos métodos que nos permitem avaliar a situação financeira do negócio. O objetivo é determinar o seu desempenho para o melhor uso dos seus recursos (CLAUDINO, 2021). https://bizcapital.com.br/blog/gestao-financeira-empresarial-como-ficar-sempre-no-azul/ https://bizcapital.com.br/blog/gestao-financeira-empresarial-como-ficar-sempre-no-azul/ 36 Quando se fala em informação, as empresas prezam por saber de sua situação financeira, pois é através da coleta de dados que os gestores terão a oportunidade de tomar decisões absolutas, evitando arbitrariedades que possam resultar em prejuízos a longo prazo para as instituições. É nesse cenário de tomada de decisões que surge a análise econômico-financeira, que tem como função fornecer informações para auxiliar os gestores e os administradores (SANTOS, 2016). É com base nas afirmações acima que são calculados os custos com equipamentos, funcionários, despesas, materiais (insumos) e a quantidade produzida em um mês para se chegar no valor unitário de cada unidade produzida, de forma que não falte recurso a ponto da empresa ter prejuízo ou acumular muito capital, mas o objetivo principal é que o preço do produto final esteja adequado com a concorrência. A empresa Recicladora EcoMais produz diariamente 2760 unidades de sabão pesando 200 gramas, conta com 21 funcionários, e levando em conta um mês de trabalho sem contar os feriados, a empresa trabalha por 21-22 dias úteis a depender da quantidade de dias em um mês. 3.6.1 Custo com Equipamentos. O custo total com os equipamentos e utensílios é visto na Tabela 2 e fazem parte do custo fixo inicial para implantação da Recicladora EcoMais, levando em conta também a depreciação que é definida como a desvalorização de um bem pelo seu tempo de uso e normalmente ocorre por conta do desgaste devido ao uso, obsolescência ou mesmo passar do tempo (INVESTOR AVALIAÇÕES, 2022). O custo da depreciação é feito calculando 10% do valor total dos equipamentos dividido por 12 meses. Os custos foram obtidos em sites de vendas entre os meses de janeiro e fevereiro de 2022. Tabela 2: Custo inicial com equipamentos e utensílios e a depreciação. Quantidade Descrição Valor Unitário Valor Total Depreciação 1 Tanque de Aquecimento R$ 16.500,00 R$ 16.500,00 R$ 137,50 3 Peneira Inox R$ 21,62 R$ 64,86 R$ 0,54 1 Tanque de Decantação R$ 850,00 R$ 850,00 R$ 7,08 1 Barril de 50 litros R$ 203,94 R$ 203,94 R$ 1,70 1 Coifa R$ 1.158,05 R$ 1.158,05 R$ 9,65 37 1 Tanque Dispersor 100 litros R$ 7.400,00 R$ 7.400,00 R$ 61,67 79 Formas para sabão R$ 119,99 R$ 9.479,21 R$ 78,99 7 Balde 10 litros R$ 8,02 R$ 56,14 R$ 0,47 1 Túnel de encolhimentoR$ 7.590,00 R$ 7.590,00 R$ 63,25 2 Aquecedor versátil R$ 177,39 R$ 354,78 R$ 2,96 20 Estrado R$ 22,90 R$ 458,00 R$ 3,82 1 Balança industrial R$ 1.099,90 R$ 1.099,90 R$ 9,17 1 Balança Analítica R$ 6.257,00 R$ 6.257,00 R$ 52,14 1 pHmetro R$ 1.697,00 R$ 1.697,00 R$ 14,14 Total R$ 53.168,88 R$ 443,07 Fonte: Elaborada pelo Autor, 2022. Os demais custos para iniciar o funcionamento da empresa incluem computadores, bancadas, cadeiras giratórias, além dos veículos usados para coleta do óleo usado e expedição do sabão como pode ser visto na Tabela 3. Tabela 3: Demais equipamentos, móveis e veículos e depreciação. Quantidade Descrição Valor Unitário Valor Total Depreciação 3 Computador R$ 2.039,02 R$ 6.117,06 R$ 50,98 3 Bancada R$ 190,71 R$ 572,13 R$ 4,77 3 Cadeira Giratória R$ 329,99 R$ 989,97 R$ 8,25 1 Pick up R$ 20.000,00 R$ 20.000,00 R$ 166,67 1 Furgão R$ 60.000,00 R$ 60.000,00 R$ 500,00 Total R$ 87.679,16 R$ 730,66 Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. Com base nos valores calculados, o custo fixo inicial total para a abertura da empresa pode ser visto na Tabela 4. Tabela 4: Custo fixo total Custo Valor Total Depreciação 38 Equipamentos e utensílios R$ 53.168,88 R$ 443,07 Móveis e veículos R$ 87.679,16 R$ 730,66 Total R$ 140.848,04 R$ 1.173,73 Fonte: Elaborada pelo Autor, 2022. 3.6.2 Custo com Funcionários conforme estabelecido pela Medida Provisória nº 1,091/2021, O salário mínimo fica estabelecido em R$ 1.212,00 mensais a partir de 1° de janeiro de 2022 (BRASIL, 2021). Os funcionários trabalham em escala de 8 horas diárias, 5 vezes por semana conforme previsto na CLT (Consolidação das Leis Trabalhistas). O salário bruto é constituído pelo salário líquido mais os atributos (encargos) que inclui 11,11% de fração de férias; 8,33% de fração de 13º salário; 8% de FGTS; 4% de FGTS/Provisão de multa para rescisão; 7,93% de Previdenciário (férias, FGTS e Descanso Semanal Remunerado). Os cargos e seus respectivos salários podem ser vistos na Tabela 5. Tabela 5: Cargos e salários Cargo Quantidade Salário Líquido Salário + encargo Salário Total Engenheiro de Alimentos 1 R$ 9.000,00 R$ 12.543,30 R$ 12.543,30 Contador 1 R$ 5.000,00 R$ 6.968,50 R$ 6.968,50 Técnico de laboratório 1 R$ 2.000,00 R$ 2.787,40 R$ 2.787,40 Estagiário 2 R$ 606,00 R$ 844,58 R$ 1.689,16 Motorista 2 R$ 1.700,00 R$ 2.369,29 R$ 4.738,58 Técnico Administrativo 3 R$ 2.500,00 R$ 3.484,25 R$ 10.452,75 Almoxarife 1 R$ 1.700,00 R$ 2.369,29 R$ 2.369,29 Analista de Laboratório 1 R$ 3.000,00 R$ 4.181,10 R$ 4.181,10 Auxiliar de Produção 6 R$ 1.500,00 R$ 2.090,55 R$ 12.543,30 Encarregado da Produção 1 R$ 2.000,00 R$ 2.787,40 R$ 2.787,40 Recepcionista 1 R$ 1.212,00 R$ 1.689,16 R$ 1.689,16 https://pesquisa.in.gov.br/imprensa/jsp/visualiza/index.jsp?jornal=515&pagina=1&data=31/12/2021&totalArquivos=646 39 Técnico de Segurança do Trabalho 1 R$ 2.000,00 R$ 2.787,40 R$ 2.787,40 Total R$ 65.537,35 Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. 3.6.3 Custos Fixos. Na Tabela 6, podemos ver os gastos fixos que inclui combustível, telefone, gás e os salários dos funcionários. Tabela 6: Custos fixos. Descrição Valor Mão de obra R$ 65.537,35 Telefone R$ 150,00 Gás R$ 500,00 Combustível R$ 1.200,00 Total R$ 67.387,35 Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. 3.6.4 Custos com insumos e embalagens. Na Tabela 7 é mostrado os gastos com os insumos soda caustica, água e álcool etílico. O valor diário é a quantidade diária produzida (em litros ou quilos) multiplicado pelo valor encontrado em sites de busca. O valor mensal é o valor diário multiplicado por 22 (quantidade de dias úteis em um mês.). Tabela 7: Insumos Insumos Quantidade diária Valor diário Quantidade mensal Valor Mensal Óleo L 320 R$ - 7040 R$ - Álcool etílico1 70 L 16 R$ 126,40 352 R$ 2.780,80 Soda Caustica2 Kg 80 R$ 1.118,40 1760 R$ 24.604,80 Água L 496 10912 R$ 300,00 Água sanitária3 L 33,6 R$ 41,16 739,2 R$ 905,52 Total R$ 27.685,60 1 Utilidade Clínicas 40 2 Bio Clean 3 Solução Limpo Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. Na Tabela 8 é mostrado os gastos com as embalagens primárias (plástico) e secundárias (palelão) e com a rotulagem. Tabela 8: Embalagens e rótulo Descrição Quantidade diária Valor diário Quantidade mensal Valor Mensal Plástico1 2760 R$ 134,40 60720 R$ 2.956,80 Papelão2 135 R$ 958,50 2970 R$ 21.087,00 Rótulo 2760 R$ 1.075,20 60720 R$ 23.654,40 Total R$ 47.698,20 1 PMG Embalagens 2 Kalunga Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. 3.6.5 Custo Energético O custo energético total é calculado multiplicando a potência dos equipamentos pelo número de horas/uso e pela quantidade de dias em que o equipamento é utilizado. Atendendo a RESOLUÇÃO HOMOLOGATÓRIA N° 2.858 de 22 de abril de 2021 da ANEEL, a tarifa kW.h para o grupo B3 (Comercial, Serviços e outras atividades) fica estipulada no Rio Grande do Norte em R$ 0,5590. Com isso, o custo energético total em um mês é visto na Tabela 9. Tabela 9: Custo Energético total. Equipamento Quantidade Potência (kW) Tempo Utilizado (H) Dias Custo Total Agitador mecânico 1 0,425 8 22 R$ 41,81 Túnel de encolhimento 1 20 8 22 R$ 1.967,68 41 Aquecedor 2 5,5 8 22 R$ 541,11 Balança analítica 1 0,008 8 22 R$ 0,79 Balança industrial 1 0,015 8 22 R$ 1,48 pHmetro 1 0,0025 8 22 R$ 0,25 Total R$ 2.553,11 Fonte: Elaborada pelo autor, 2022. 3.6.6 Valor unitário do produto Com todos os valores calculados, é possível estipular um valor para o produto final. Esse valor é calculado dividindo o custo total pela quantidade do produto produzido em um mês. Tabela 10: Valor Total Descrição Valor Equipamentos e Utensílios R$ 53.168,88 Móveis e veículos R$ 87.679,16 Cargos R$ 65.537,35 Gastos R$ 1.850,00 Insumos R$ 27.685,60 Embalagem R$ 47.698,20 Gasto energético R$ 2.553,11 Total R$ 286.172,30 Fonte: Elaborada pelo Autor, 2022. Com os valores calculados, o custo unitário é Custo unitário = 𝑅$ 286.172,30 2760 𝑥 22 Custo unitário = R$ 4,71 Em pesquisas realizadas na internet, pôde se constatar que o valor está acima do valor de mercado, em relação aos sabões feitos de forma convencional. Um dos fatores que também podem influenciar no valor acima do mercado é que se trata de um produto 42 Eco Friendly, mas com o passar do tempo e com o crescimento da fábrica e ampliação das instalações será possível minimizar o custo. Além disso, uma das alternativas para minimizar o valor unitário do produto é tentar um auxílio com o governo, levando em conta que litros de óleo estão deixando de ser descartados incorretamente. 3.7 PLANO DE NEGÓCIOS O presente tópico trata da elaboração de um sumárioexecutivo para uma unidade (empresa) recicladora de óleo de cozinha usado para a produção de sabão. Isso inclui nome da empresa (razão social), CNPJ, responsável técnico e seu registro no CRQ, de que se trata o negócio, principal produto, clientes, fornecedores, Localização, balanços de massa e de energia dos processos, viabilidade econômica, layout da unidade, quadro de funcionários, equipamentos e gasto energético, despesas como água, luz, internet e telefone (Algumas informações serão ditas no presente tópico, outras serão ditas na metodologia). Nome da empresa (razão social): Recicladora EcoMais. CNPJ: XX. XXX. XXX/0001-XX. Responsável técnico: Engenheiro de Alimentos Renato Justino Tavares Felipe. Registro no CRQ: XXXXXXXXX 15ª Região. Negócio: Produção de sabão a partir do óleo de cozinha residual. Produto: Sabão em barra LimpoMais. Clientes: Donos de mercadinhos locais e os próprios fornecedores do óleo. Fornecedores: Restaurantes, lanchonetes, cooperativas de reciclagem, residências, microempresários do ramo alimentício que utilizam óleo para fritar os alimentos, além de parceria com a prefeitura. Localização: Rua dos Caiapós, S/N, Cidade da Esperança, Natal/RN. Missão da empresa: Promover ações educativas e conscientes acerca dos impactos ambientais do descarte irregular do óleo de cozinha usado e sua agregação de valor para a produção de sabão. Setor: Indústria. Fonte de Recursos: O Capital Inicial virá de um empréstimo no Banco do Nordeste. 43 3.8 TRATAMENTO DE EFLUENTES Tratamento de efluentes pode ser definido como a ação de lidar com os efluentes gerados. O tratamento varia de acordo com o agente poluente e com a quantidade de resíduo gerado (AMBISCIENCE, 2022). O tratamento funciona de acordo com a natureza do efluente e varia de acordo com as características físicas químicas e biológicas (CAMARGOS, 2021). Na Empresa Recicladora EcoMais, a solução clorada proveniente do processo de clareamento do óleo é usada na sanitização das instalações e equipamentos industriais após o turno diário. Por se tratar de uma unidade recicladora, a empresa já é por si só uma unidade de tratamento de efluente, pois o resíduo (óleo usado) que seria descartado irregularmente é tratado antes de ser beneficiado para a produção de sabão. 44 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Apesar da fabricação de sabão a partir do óleo de cozinha usado ser algo existente, ainda são muitos os casos de descarte irregular do óleo usado, na maioria dos casos por ignorância e falta de conhecimento dos riscos do seu descarte irregular. É nesse contexto que entra a empresa Recicladora EcoMais, como alternativa para gerar emprego e renda, produzir sabão em barra a partir do óleo de cozinha usado em escala industrial e grandes quantidades e em aspectos ambientais, reduzir o descarte inadequado do óleo de cozinha usado. Apesar do seu custo ser elevado em relação aos sabões tradicionais presentes no mercado, este surge como alternativa em relação ao meio ambiente e seu custo pode ser reduzido a medida que a produção e a demanda aumentarem e surgirem concorrentes do mesmo ramo. 45 REFERÊNCIAS 7 Lab. pHmetro de bancada (medidor de ph) Bel Engineering PHS3BW – Completo. Disponível em https://www.7lab.com.br/equipamentos/phmetros/phmetro- de-bancada-medidor-de-ph-bel-engineering-phs3bw- completo?parceiro=5060&campaignid=10948323807&adgroupid=107551945356&key word=&network=u&utm_medium=cpc&gclid=CjwKCAiAl- 6PBhBCEiwAc2GOVIrgPafrxcZMW6ix_FpsCFtW6gDf5Wj88dtH_8dASpTDnf6mF9 pdeRoCdroQAvD_BwE. Acesso em 03 de fevereiro de 2022. 7 Lab. Balança Analítica Bel M214-AIH (4 casas) - 0,1mg, 220g Calibração Automática – INMETRO. Disponível em https://www.7lab.com.br/equipamentos-para-laboratorio/balanca-de- laboratorio/balanca-analitica-bel-m214-aih-0-1mg-220g-calibracao- automatica?parceiro=5060&campaignid=10948323807&adgroupid=107551945356&ke yword=&network=u&utm_medium=cpc&gclid=CjwKCAiAl- 6PBhBCEiwAc2GOVEZQenlum56nwyXl2Tn_TzXFAA4LiK8Gpu27OedDdqeBfqVF ElOL9hoCGLAQAvD_BwE. Acesso em 03 de fevereiro de 2022. Alberici & Pontes / Reciclagem de óleo comestível usado através da fabricação de sabão. Eng.ambient., Espírito Santo do Pinhal, v.1, n.1, p. 073-076, jan./dez., 2004. AmbScience Engenharia. O que é tratamento e monitoramento de efluentes e qual a sua importância ?. Disponível em https://ambscience.com/o-que-e-tratamento-de- efluentes/. Acesso em 06 de fevereiro de 2022. As cinco dimensões do ecodenvolvimento (Ignacy Sachs). AliExpress. Computador completo de fábrica da china, computador i3 i5 i7, área de trabalho 18.5, zol 21.5, zol 23.6, zol 27, zol. Disponível em https://pt.aliexpress.com/item/1005002908345265.html?gatewayAdapt=glo2bra&_randl _currency=BRL&_randl_shipto=BR&src=google&aff_fcid=a58309a52d4445f38d3e4e d51b3acacb-1643947872230-02665- UneMJZVf&aff_fsk=UneMJZVf&aff_platform=aaf&sk=UneMJZVf&aff_trace_key=a 58309a52d4445f38d3e4ed51b3acacb-1643947872230-02665- UneMJZVf&terminal_id=bae39bc05f79440da0b09492ace96559. Acesso em 04 de fevereiro de 2022. Amazom. Aquecedor Versátil 220V, 5500W, LORENZETTI, 7560040, Branco, Pequeno. Disponível em https://www.amazon.com.br/Lorenzetti-7560040-Aquecedor- Vers%C3%A1til- Pequeno/dp/B076JLL3GH/ref=asc_df_B076JLL3GH/?tag=googleshopp00- 20&linkCode=df0&hvadid=379714136835&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=1093732838 8404847567&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocp hy=1001662&hvtargid=pla-812843858795&psc=1. Acesso em 03 de fevereiro de 2022. BIO CLEAN. Soda Escama 1 kg. Disponível em https://www.biocleanquimica.com.br/lojaonline/SODA-ESCAMA-1KG-p139621281. Acesso em 05 de fevereiro de 2022. https://www.7lab.com.br/equipamentos/phmetros/phmetro-de-bancada-medidor-de-ph-bel-engineering-phs3bw-completo?parceiro=5060&campaignid=10948323807&adgroupid=107551945356&keyword=&network=u&utm_medium=cpc&gclid=CjwKCAiAl-6PBhBCEiwAc2GOVIrgPafrxcZMW6ix_FpsCFtW6gDf5Wj88dtH_8dASpTDnf6mF9pdeRoCdroQAvD_BwE https://www.7lab.com.br/equipamentos/phmetros/phmetro-de-bancada-medidor-de-ph-bel-engineering-phs3bw-completo?parceiro=5060&campaignid=10948323807&adgroupid=107551945356&keyword=&network=u&utm_medium=cpc&gclid=CjwKCAiAl-6PBhBCEiwAc2GOVIrgPafrxcZMW6ix_FpsCFtW6gDf5Wj88dtH_8dASpTDnf6mF9pdeRoCdroQAvD_BwE https://www.7lab.com.br/equipamentos/phmetros/phmetro-de-bancada-medidor-de-ph-bel-engineering-phs3bw-completo?parceiro=5060&campaignid=10948323807&adgroupid=107551945356&keyword=&network=u&utm_medium=cpc&gclid=CjwKCAiAl-6PBhBCEiwAc2GOVIrgPafrxcZMW6ix_FpsCFtW6gDf5Wj88dtH_8dASpTDnf6mF9pdeRoCdroQAvD_BwE 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https://www.biocleanquimica.com.br/lojaonline/SODA-ESCAMA-1KG-p139621281 46 BRASIL. 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