Aula - Água

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HIGIENIZAÇÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
Qualidade da água na Indústria de Alimentos
Importância da água
 Necessária todas as fases processamento;
 Fator determinante para bom funcionamento
de uma indústria;
 Para muitas indústrias - fator decisivo de
localização:
Disponibilidade (água na quantidade desejada)
Qualidade
Custos
Importância da água
 Qualidade físico química e bacteriológica;
Evitar alterações dos produtos elaborados;
 Qualidade sensorial e organoléptica
Deterioração das máquinas e equipamentos;
Boas condições higiênico sanitárias;
Saúde pública - não oferecer riscos ao consumidor.
Formas de obtenção da água
 Fonte natural;
Poço semi-artesiano;
Poço artesiano.
Formas de obtenção da água
 Rio, represa ou lago;
 Mar: a dessalinização tem custo bastante
elevado.
 Rede hidráulica municipal: é normalmente
muito cara e as quantidades para o uso
industrial são limitadas.
Usos da água na indústria de alimentos
Matéria – prima;
Geração de vapor;
Limpeza equipamentos e instalações;
Resfriamento;
Consumo humano.
Controle de qualidade da água
 Determinar as características para verificar se
é própria para uso industrial;
 Se não for - quais tratamentos possíveis para
torná-la;
 Verificar a qualidade da água:
Ponto de vista físico, químico e biológico.
Aspectos físicos
 Características de ordem sensorial;
Cor;
Turbidez;
Odor e sabor.
Aspectos físicos
Cor
 A origem da cor da água, geralmente, é devido
a presença de substâncias de natureza
orgânica tais como:
Taninos, ácido húmico, humatos, produtos da
decomposição da lignina etc.
Íons férricos e humatos férricos produzem cor de
alta intensidade.
Aspectos físicos
Cor
 Denominações:
Águas vermelhas:
 resultam da presença de compostos férricos;
Águas negras: águas provenientes de pântanos :
devido à oxidação de diversas substâncias formadas
pela combinação dos ácidos orgânicos;
Aspectos físicos
Cor
 Denominações:
Águas azul: pode resultar do cobre ou de seus
compostos em suspensão;
Águas amarelas: pode indicar presença de Ferro
quando este não está oxidado.
Aspectos físicos
Turbidez
 Presença de sólidos em suspensão;
 Mais comum em águas superficiais
Arrastam fragmentos de rocha e detritos orgânicos;
 Nas proximidades das cidades a turbidez é
aumentada pela contribuição de águas residuárias;
 A lama é comum em águas superficiais. A areia é
proveniente de poços.
Aspectos físicos
Sabor e odor
 Podem resultar das combinações de diversos fatores
como:
gases dissolvidos, matéria orgânica e substâncias
minerais.
 Água com odor e sabor desagradável para ingestão
podem ser utilizadas para limpeza, refrigeração ou
produção de vapor.
Aspectos químicos
 Resultantes da presença de substâncias
dissolvidas
Salinidade;
Dureza;
pH;
Acidez e alcalinidade;
Ferro e manganês.
Aspectos químicos
Salinidade
 Bicarbonatos, cloretos, sulfatos e outros sais;
Conferir sabor salino e poder laxativo
 Cloretos;
Indicativo de poluição por esgotos domésticos
Aspectos químicos
Dureza
 Sais de cálcio e de magnésio lixiviados pela
água, em seu caminho através do solo;
 Altamente prejudicial;
Limpeza, resfriamento, geração de vapor.
Aspectos químicos
Dureza
Incrustações (laticínios – pedras de leite):
 Depósitos minerais na superfície de
equipamentos;
Dificultam a limpeza;
Reduz a eficiência e a vazão;
Obstrução da passagem do leite.
Aspectos químicos
Dureza temporária
Ca(HCO-3)2 + calor à CaCO3↓ + H2O + CO2
Bicarbonato de cálcio Carbonato de cálcio 
(solúvel) (insolúvel)
Ca(HCO-3)2 + NaOH à Ca(OH)2↓ + Na2CO3
Bicarbonato de cálcio Hidróxido de sódio Carbonato de sódio 
(solúvel) 
Aspectos químicos
Dureza temporária
Mg(HCO-3)2 + calor à MgCO3↓ + H2 O + CO2 
Bicarbonato de magnésio Carbonato de magnésio 
(solúvel) (pouco solúvel)
MgCO3↓ + H2 O à Mg(OH) 2 ↓ + CO2 
Carbonato de magnésio Hidróxido de magnésio 
(pouco solúvel) (insolúvel)
Aspectos químicos
Dureza
Geração de vapor e trocador de calor
 Acelera a corrosão interna;
 Perda de eficiência;
 Forma depósitos;
 Reduz a transferência de calor.
Aspectos químicos
Dureza permanente
Deve-se a presença de sulfatos ou cloretos de
cálcio ou magnésio em solução.
CaCl2 + Na2CO3 à CaCO3 + 2 NaCl
Aspectos químicos
Critérios de dureza da água
Água mole 0 – 60 ppm de CaCO3
Moderadamente dura 61 – 120 ppm de CaCO3
Água dura 121 – 180 ppm de CaCO3
Muito dura > 180 ppm de CaCO3
Aspectos químicos
Acidez
A acidez na água é causada pela:
 Absorção do CO2 atmosférico;
 Oriunda de material vegetal em decomposição;
 Atividade biológica de microorganismos.
Qualquer tipo de acidez apresenta o inconveniente
da corrosividade. Este fato é importante para a boa
manutenção de equipamentos.
Aspectos químicos
pH da água
Aconselhável na indústria pH próximo de 8,3 já que 
não contém acidez;
Para caldeira: pH entre 10,5 e 11,5
De acordo com a legislação:
pH entre 6,0 e 9,5 - água potável.
Aspectos químicos
Alcalinidade
 É dada devido à presença de:
 Carbonatos, bicarbonatos: alcalinidade 
carbonácea 
 Hidróxidos: alcalinidade cáustica
É uma característica indesejável (raramente
encontrada nas águas naturais).
Aspectos químicos
Alcalinidade
 Existem cinco condições de alcalinidade que 
podem ser previstas pelo pH.
OH– pH 10
OH– + CO3
2– pH 10
CO3
2– pH 9,5
CO3
2– + HCO3
– pH 8,3
HCO3
– pH 8,3
Aspectos químicos
Acidez e alcalinidade
O ácido carbônico e os bicarbonatos (sódio, cálcio, 
magnésio, ferro e manganês); 
Formam tampão: 
pH próximo de 4,6 predomina ácido carbônico;
pH próximo de 8,3 prevalece o ânion bicarbonato;
Em virtude do tampão a água pode apresentar 
acidez e alcalinidade simultanemanete. 
Aspectos químicos
Alcalinidade e Dureza
 A alcalinidade apresenta relação com a dureza
quando:
Constituída de carbonatos e bicarbonatos;
Água potável: concentrações de 500 ppm de dureza
expressa em CaCO3 não apresenta significado
sanitário;
Na indústria: processos corrosivos e formações de
incrustações.
Aspectos químicos
Ferro e manganês
Os óxidos de ferro e manganês:
 Quando presentes na água podem causar manchas 
em superfícies.
Quando encontrados na forma de bicarbonato:
 Possuem tendência à formação de depósitos sobre 
as superfícies dos tubos da caldeira.
Aspectos biológicos
 São encontradas diversas formas de vida nas 
águas naturais:
algas, protozoários,
larvas e ovos de insetos,
bactérias, vírus etc.
Aspectos biológicos
 Bactérias: grupo de microrganismos mais abundantes
da água.
 Algumas bactérias podem ser encontradas em águas
naturais e não são prejudiciais à saúde humana como
por exemplo:
Espécies do gênero: Pseudomonas, Serratia,
Flavobacterium e Chromobacterium.
Aspectos biológicos
 Bactérias patogênicas presentes na água, geralmente,
originam-se do trato intestinal do homem e dos
animais e, por este motivo, são consideradas
possíveis indicadores de contaminação.
Escherichia coli (algumas cepas são patogênicas: 
O157:H7), 
Enterobacter aerogenes, 
Os gêneros Salmonella e Shigella, Clostridium 
perfringens, Clostridium butirycum;
Streptococcus faecalis.

Aspectos biológicos
Análises bacteriológicasda água 
 Na indústria de alimentos são efetuadas as seguintes
determinações:
Contagem bacteriana total;
Índice de coliformes.
Tratamento da água para a indústria
Os métodos usuais para tratamento de água são:
 Sedimentação simples;
 Coagulação e sedimentação;
 Filtração;
 Desinfecção;
 Aeração.
Tratamento da água para a indústria
Tipos de impurezas mais encontradas
Sólidos em suspensão: removidos por sedimentação
simples, sedimentação por coagulação e filtração;
Bactérias: removidas pelos métodos de eliminação de
sólidos em suspensão e complementados com a
desinfecção final com cloro;
Sabor e odor: minerais inconvenientes e gases
dissolvidos são removidos por aeração e a utilização de
certos compostos químicos;
Dureza: removida pela utilização de compostos
químicos.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de matérias em suspensão
 Sedimentação simples
Ocorre em lagos, lagoas naturais e reservatórios de
acumulação.
As partículas maiores (>10μm) depositam-se,
facilitando os processos subseqüentes de tratamento
da água.
Fatores que contribuem para redução microbiana:
 Falta de nutrientes adequados;
 Efeito da sedimentação;
 Luz solar.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de matérias em suspensão
 Sedimentação com agentes coagulantes
Partículas muito pequenas são retiradas por
agentes coagulantes que facilitam o processo de
coagulação.
Processo de coagulação:
 Aglutinação das pequenas partículas formando
flóculos que aceleram a decantação.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de matérias em suspensão
 Os coagulantes mais usados são:
Sulfato de alumínio;
Sulfato ferroso e cal;
Cloreto férrico;
Sulfato férrico;
Aluminato de sódio
Tratamento da água para a indústria
 Aeração
Consiste em purificar a água através da
incorporação de ar;
Isto é obtido introduzindo ar comprimido por tubos
perfurados localizados no fundo do tanque.
Tratamento da água para a indústria
Com a aeração se obtém uma maior porcentagem
de oxigênio que:
 oxida a matéria orgânica (eliminando o mau
cheiro);
 Precipita o ferro existente na água (responsável
muitas vezes pela cor);
 Reduz teor de CO2.
Tratamento da água para a indústria
 Utilização de Sulfato de cobre (CuSO4)
Apresenta efeito letal para algas
 São responsáveis pela presença de odores e sabores
nas águas.
Tratamento da água para a indústria
 Abrandamento pelo Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2)
É bastante eficaz na remoção de matéria orgânica
responsável pela cor, sabor e odor desagradáveis
na água.
 Cloração
A aplicação de Cloro, seguido da filtração em
carvão (para remoção do excesso de cloro) é
bastante eficiente na oxidação e remoção de
odores.
Tratamento da água para a indústria
Remoção da cor, do sabor e do odor
 Carvão ativado
O carvão é um material adsorvente empregado
para remover sabores desagradáveis da água.
 Dióxido de Cloro
Atua oxidando os compostos responsáveis pelo
odor desagradável. Sua atuação é devida ao seu
elevado potencial de oxidação (superior ao cloro).
Tratamento da água para a indústria
Remoção da dureza - abrandamento
 Precipitação e remoção dos sais de cálcio e
magnésio;
 Troca de cálcio e magnésio por íons de sódio
(solúvel);
 Objetivos:
Impede a formação de incrustações;
Economiza detergente;
Reduz o trabalho e o desgaste na lavagem;
Evita sabores desagradáveis;
Tratamento da água para a indústria
Remoção da dureza – processo de cal
 O processo:
Deverá ser a quente - acelerar a reação;
Água tratada deverá passar por um tanque de 
decantação.
 As águas naturais duras contêm sempre CO2
dissolvido que poderá ser eliminado pela adição de
hidróxido de cálcio.
Tratamento da água para a indústria
Remoção da dureza – processo de cal
 Ca(OH)2 + 2CO2 à Ca(HCO3)2
 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 à 2CaCO3 ↓ + 2H2O (pH 9,4)
 Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 à CaCO3 ↓ + MgCO3 + H2O (pH 9,4)
 MgCO3 + Ca(OH)2 à CaCO3 ↓+ Mg(OH)2 ↓ (pH 10,6 – 10,8)
 Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 à 2CaCO3 ↓+ Mg(OH)2 ↓ + H2O (pH 10,6 
– 10,8)
 MgSO4 + Ca(OH)2 à 2CaSO4 + Mg(OH)2 ↓ (pH 10,6 – 10,8)
Tratamento da água para a indústria
Remoção da dureza – processo de cal
 Para se eliminar o CaSO4 (dureza permanente)
adiciona-se Na2CO3 para eliminar a dureza de cálcio
resultante da reação.
 CaSO4 + Na2CO3 à CaCO3 + Na2SO4
Tratamento da água para a indústria
Abrandamento e desmineralização por troca de Íons
 Silicatos complexos de alumínio e sódio 
Propriedade de permutar seus íons com os da solução.
 Zeólitos (trocadores de cátions) cedem seus cátions e fixam 
o cálcio e magnésio da água.
 Os principais materiais utilizados como trocadores de 
cátions são:
Silicato de alumínio e sódio hidratado (glauconita (natural) e permutita 
(artificial));
Carvões sulfonados;
Resinas orgânicas sintéticas.
Tratamento da água para a indústria
Abrandamento e desmineralização por troca de Íons
 Reações utilizando Glauconita:
 Ca(HCO3)2 + Na2 Ze ↔ Ca Ze + 2Na
+ + 
2HCO-3
 Mg(HCO3)2 + Na2 Ze ↔ Mg Ze + 2Na
+ + 
2HCO-3
 CaSO4 + Na2Ze ↔ Ca Ze + 2Na
+ + SO4
-2
 MgCl2 + Na2Ze ↔ Mg Ze + 2Na
+ + 2Cl-
Tratamento da água para a indústria
Abrandamento e desmineralização por troca de Íons
 Resinas de natureza ácida ou básica
 Permutar os íons de hidrogênio(das resinas de
natureza ácida) pelos cátions existentes na água
 Permutar hidroxilas (das resinas de natureza básica)
pelos ânions (desmineralização).
 É utilizada para produção de água para alguns
processos industriais e de laboratório.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de ferro e manganês
 Abrandamento por Cal
Podem ser precipitados e filtrados.
 Aeração
O ferro e o manganês são passíveis de oxidação para uma forma
insolúvel que pode se removida por filtração.
 Troca de Bases
Unidades de troca catiônica podem ser usadas para remoção de ferro e
manganês.
 Cloração
A cloração causa oxidação do ferro que passa do estado ferroso
(solúvel) para férrico (insolúvel).
Tratamento da água para a indústria
Remoção de bactérias
 Os processos anteriores de tratamento de
água: diminuição x remoção .
 Fundamental para garantia da qualidade
microbiológica da água: desinfecção.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de bactérias 
 Podem ser utilizados diversos processos na 
desinfecção da água como:
ozônio, 
os raios ultravioletas, 
o aquecimento,
adição de cal,etc.
Entretanto o único desinfetante de uso geral, nas 
estações de tratamento é o Cloro.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de bactérias - Cloração
 Objetivos da cloração:
Oxidação da matéria orgânica e inorgânica;
Controle microbiológico do sistema (evitando o
desenvolvimento de algas);
Desinfecção da água.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de bactérias - Cloração
 O efeito bactericida do cloro
Inibe algum processo enzimático fundamental ao
metabolismo bacteriano;
Substâncias tóxicas são formadas pela reação do
cloro com substâncias da parede celular.
Tratamento da água para a indústria
Remoção de bactérias – Cloração 
Ponto de quebra (Break-point)
Reação com impurezas (ferro, manganês, sulfito e nitritos);
 Ferro, manganês, sulfito e nitritos;
 Não apresenta propriedade bactericida;
 Demanda de cloro.
Combinar com matéria orgânica presente
 Formar cloraminas – compostos cloronitrogenados
Tratamento da água para a indústria
Remoção de bactérias – Cloração 
Ponto de quebra (Break-point)
 Aumentando a dosagem de cloro há formação de cloro livre;
 Não está sendo consumido pela demanda nem pela
formação de cloraminas;
 Este cloro oxidaos compostos cloronitrogenados;
 O residual de cloro é diminuído até a quantidade
necessária para oxidar estes compostos – PONTO DE
QUEBRA;
 ADICIONANDO MAIS CLORO AUMENTA-SE O TEOR
DE CLORO LIVRE
Tratamento da água para a indústria
Remoção de bactérias - Cloração
 Compostos clorados utilizados na desinfecção da 
água
Composto Teor de cloro ativo
Cloro gasoso Cl2 100%
Cloreto de cálcio CaCl2 35-37%
Hipoclorito de
cálcio
Ca(OCl)2 70-74%
Hipoclorito de sódio NaOCl 10-12%
Tratamento da água para a indústria
Fatores que afetam a cloração - pH
 pH
A atividade tóxica do cloro:
 Devida ao ácido hipocloroso não dissociado. 
O ácido hipocloroso é fraco e pouco dissociado em
valores de pH igual a 6,0.
 HOCl ↔ H+ + OCl-
Tratamento da água para a indústria
Fatores que afetam a cloração 
 Cloro líquido:
Cl2 + H2O ↔ HOCl + H
+ + Cl-
 Hipoclorito de sódio:
NaOCl ↔ Na+ + OCl-
OCl- + H+ ↔ HOCl
Tratamento da água para a indústria
Fatores que afetam a cloração - Temperatura
 A temperatura influencia:
na solubilidade do cloro;
na velocidade de destruição de microrganismos;
Tratamento da água para a indústria
Fatores que afetam a cloração - Temperatura
Temperatura (°C) Solubilidade (%Cl2)
10 0,98
30 0,56
50 0,39
70 0,27
90 0,12