Indústria de Refrigerantes TRI

Prévia do material em texto

UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro
Tratamento de Resíduos da Indústria de Refrigerantes
Índice
Introdução
Objetivo
Histórico
Fluxograma do processo
Descrição de resíduos
Tratamento de efluentes: Tratamento primário
Tratamento de efluentes: Equalização
Tratamento de efluentes: Tratamento biológico
Tratamento de efluentes: Decantador
Melhorias do setor
Conclusão
Regulamentação
Referências bibliográficas
1. Introdução:
A indústria alimentícia é o conjunto de atividades industriais em que se preparam, alimentos ou ingredientes para a preparação de alimentos, normalmente em quantidade a serem comercializadas. Numa definição mais geral, podem considerar-se parte da indústria de alimentos, também a sua comercialização, por exemplo através dos supermercados ou companhias de entrega de alimentos. A produção da indústria alimentícia é absorvida por uma ampla gama de indústrias, que utilizam seus produtos como insumos, e pelos consumidores finais.
De acordo com informações da PIA 2011 do IBGE (PIA-Empresa), o setor de fabricação de bebidas responde por aproximadamente 4% do valor adicionado da indústria de transformação brasileira. Por ser intensivo em capital, o setor tende a ser menos expressivo no que tange ao fator trabalho. Ainda assim, emprega cerca de 144 mil pessoas no mercado formal, o que corresponde a 2,2% do pessoal ocupado na indústria de transformação do Brasil. 
Fonte: BNDES
Em relação às bebidas refrigerantes, o Brasil é o terceiro maior mercado mundial, possuindo 750 mil pontos de venda espalhados pelo país. Segundo dados da ABIR, a produção deste tipo de bebida foi de 1200 milhões de litros em 2004.
O Artigo 45 do Decreto 2314 de 1997 define refrigerante como "bebida gaseificada, obtida pela dissolução, em água potável, de suco ou extrato vegetal de sua origem, adicionada de açúcares". As matérias-primas básicas utilizadas no processo de produção dos refrigerantes são: água, açúcar, concentrados (extratos, óleos essenciais e destilados de frutas/vegetais) e gás carbônico (CO2).
Objetivo:
O objetivo deste trabalho consiste no conjunto de métodos e operações necessárias para respeitar as legislações aplicáveis aos resíduos, desde a sua produção até o destino final com o intuito de diminuir o impacto negativo na saúde humana, assim como no ambiente. E, assim, visa garantir a proteção dos mananciais, minimizando as fontes de poluição e contaminação. Garantindo assim com que o efluente depositado na rede de esgoto esteja de acordo com a legislação vigente. 
Histórico:
As origens do refrigerante remontam a Europa do século XVII, quando se iniciou o consumo de águas minerais gasosas. Posteriormente, a gaseificação artificial de águas minerais, desenvolvida no século XVIII, permitiu o surgimento de outras bebidas contendo gás carbônico, o que originaria o atual refrigerante. 
No Brasil, as primeiras firmas de refrigerantes foram criadas no início do século XX, inicialmente com processos artesanais e produção limitada. A Companhia Antarctica Paulista foi fundada em 1921, a Schincariol em 1939, a Coca-Cola chegou ao País em 1942 e a Pepsi-Cola, em 1953. Embora enfrentem a concorrência de empresas transnacionais, empresas locais ainda persistem, em função do aprimoramento dos processos de produção e comercialização, considerando a tradição familiar e a reputação de suas marcas. 
No século XIX, surgiram diferentes bebidas gaseificadas, tais como água, água tônica, colas, laranjada, limonada e quinina. Seguiu-se intenso processo de industrialização e massificação dessas bebidas. O crescimento e a popularização do consumo de refrigerantes, no século XX, permitiu o surgimento de empresas de grande porte nesse setor, inclusive, com atuação internacional. Além disso, a indústria de refrigerantes tem passado por intenso processo de aquisições e fusões a nível mundial, implicando na concentração no setor juntamente com a internacionalização das companhias.
Fluxograma do processo
O processo básico para obtenção do refrigerante é realizado a partir do preparo do xarope composto. No entanto, para se chegar ao composto é necessário antes preparar o xarope simples, realizando a dissolução de açúcar em água quente tratada (livre de micro-organismos patogênicos). Após está etapa, adiciona-se ao xarope simples conservantes, acidulantes e o aroma que juntos irão compor o sabor da bebida, produzindo dessa forma o xarope composto que receberá a água já gaseificada para, finalmente, transformar -se no refrigerante.
No fluxograma abaixo estão exemplificadas, basicamente, todas as etapas do processo de produção. Durante a fabricação dos refrigerantes, de forma simples e objetiva.
Fonte: CETESB
Linha de produção de uma indústria de refrigerantes:
Fonte: BRT
Descrições dos balões da figura acima:
1 – Captação de água: geralmente faz-se a captação da água de poços, devido este tipo de água ser considerada de boa qualidade;
2 – Filtração: para garantir a qualidade da água que será utilizada na produção, após a mesma ser coletada passa por um processo de filtragem em super filtradores constituídos por microporos que farão a retenção de sujidades;
3 – Xaroparia: local onde se prepara o xarope, e também pode ser chamado de laboratório. Comumente é onde ocorre a mistura do açúcar com a formulação dos outros aditivos (aroma, extrato e ácido cítrico por exemplo) e a água. 
4 – Laboratório de controle de qualidade: é o local onde as amostras dos produtos, recolhidas diariamente, são analisadas para que se possa verificar os padrões de qualidade e exigências cobradas por órgãos fiscalizadores;
5 – Sopradora: a matéria-prima das embalagens, chamada Politereftalato de Etileno (PET), chega até a indústria em um tamanho padronizado que não é o formato desejável para acondicionamento do refrigerante. Para transformá-lo em uma garrafa o mesmo passa pela sopradora que aquece o material, amolecendo-o, após isto o mesmo passa por uma forma que irá moldá-lo no formato adequado. Por fim, o material moldado será resfriado para que possa enrijecer e se tornar a embalagem final; 
6 –Linha de envase: com os moldes das garrafas já soprados, as garrafassão encaminhadas para lavagem, interna e externamente, com um jato de água pressurizada 
adicionada de cloro; 
7 – Enchedora: esta etapa condiciona o enchimento das garrafas com a bebida isobaricamente, ou seja, a uma pressão constante;
8 – Recravadora (rosqueadora): após a garrafa ser completamente preenchida com a quantidade previamente determinada, este equipamento enrosca a tampa e aperta fechando-a corretamente;
9 – Rotuladora: este é processo em que a garrafa recebe a identificação com a colagem do rótulo, geralmente com uma cola a base de cera de abelha para que não ocorra nenhuma interferência no sabor do refrigerante. A garrafa chega até o equipamento, a mesma é girada para que o rótulo seja colado; 
10 – Codificadora Ink Jet: o processo de produção está praticamente acabado, passando por esse equipamento o conjunto (garrafa e tampa) recebe uma gravação (impressora industrial), que especifica o lote (indicando o tanque de onde, exatamente, saiu aquela bebida) e a data de validade na tampa da garrafa;
11 – Embaladora: finalizando o processo esta etapa agrupa as embalagens PET em seis ou doze unidades. Inicialmente o conjunto de garrafas passa pela máquina e recebe um plástico que as envolve previamente. Após isto, esse pré-pacote passa por um espaço aquecido a 180ºC, em que o plástico irá encrespar e tornar-se rígido com o resfriamento já no formato das embalagens, dessa forma lacrando adequadamente o conjunto de PETs. 
12 – Paleitilização: esta etapa final garante um transporte seguro ao produto final, pois os pacotes formados são colocados em grades, e depois recebem outra camada de um filme plástico para garantir que as embalagens não caiam durante o transporte.
5. Descrição de resíduos:
A disponibilidade de informações específicas sobre o consumo de insumos e a geração derejeitos pela indústria de refrigerantes é bastante escassa, devido a dois motivos principais:
este ramo industrial apresenta um potencial poluidor bastante inferior ao das indústrias cervejeiras, em geral, o que justifica a reduzida quantidade de estudos sobre seus processos e rejeitos; 
em muitos casos a produção de refrigerantes se dá em plantas conjuntas com as cervejarias e, portanto, a avaliação de seus resíduos e efluentes não é conduzida em separado.
Resíduos sólidos 
O local em que está concentrado a maior parte da produção de resíduos durante o processo de fabricação do refrigerante, é no momento em que ocorre o envase, logicamente não considerando as plantas onde são produzidos também os extratos vegetais, se esse for o caso. Possíveis resíduos na produção dos refrigerantes:
Embalagens, como por exemplo garrafas de PET e/ou vidro, latas de alumínio e também garrafas que estão defeituosas;
Papéis e plásticos quando se considera os restos;
Rótulos que são obtidos da lavagem de garrafas, e que se transformam em borra.
Resíduos pós-consumo
Há vários tipos de embalagens sendo usadas para refrigerantes, no entanto como já foi dito o PET é amplamente utilizado desde 1993, e quando comparado ao vidro pesa muito menos, pois uma garrafa de dois litros de vidro pesa em torno de 952,0 g, enquanto que uma de PET pesa somente 54,0 g. Portanto, a maior parte dos resíduos sólidos urbanos no país é constituída de material PET, considerando não só a indústria de refrigerante. O correto descarte dessas embalagens PET é muito importante devido aos grandes volumes gerados pós-consumo, caso contrário as mesmas se tornam um problema ambiental. Pois, as embalagens podem ir parar em leitos d’água ocasionando entupimento das galerias pluviais, além de colaborar com a proliferação de mosquitos atuando como forma de uma casa para esses vetores de doenças, desse modo facilitando a reprodução dos mesmos.
A solução para estes problemas passa necessariamente pela melhoria do sistema de coleta, uma vez que o PET é um material 100% reciclável e a resina reciclada possui diversos usos. Dentre estes usos, podemos citar a produção de:
Cordas;
Cerdas para vassouras e escovas;
Peças injetadas (automóveis, utensílios domésticos, etc.);
Embalagens para fins não alimentícios;
Embalagens multi-camadas para fins alimentícios
Fibras de poliéster
Atualmente o maior uso da resina de PET reciclada é para a indústria têxtil, cerca de 41% segundo os produtores de cordas.
Resíduos Líquidos
A estação de tratamento de efluentes da indústria de refrigerante recebe todos os tipos de efluentes gerado na empresa, entre eles estão: a estação de tratamento de água - a estação de tratamento de água e composta por filtros, filtros de carvão, filtros polidores e um sistema avançado de filtração chamado Ultra filtração. Cada uma das etapas gera um efluente diferente, como hidróxido de sódio, ácido clorídrico, bentonita, barrilha, panfloc, cloro, e lavagem do piso.
A linha de produção de retornáveis, produz refrigerantes de vidro com todos os tamanhos e a nova RefPet retornável. Com isso é necessário passar um rigoroso processo de lavagem das garrafas, que é feito por uma lavadora onde contem dois tanques com soda cáustica e três de água, garantindo assim a total remoção das impurezas. Existe certa frequência para a lavagem desse tanque, com isso é descartado essa soda, sendo necessário sempre avisar quando será feita a lavagem, para que os operadores da estação de tratamento de efluente preparem para receber uma grande quantidade de soda.
As águas residuárias industriais provenientes da fabricação, enchimento de garrafas, lavagem de equipamentos, pisos, refeitório, sanitários e todos os outros efluentes gerados na empresa chegam por gravidade a uma caixa de recepção, onde passam por um gradeamento grosseiro para retirada de sólidos de grandes dimensões. 
6. Tratamento de efluentes - Tratamento primário:
 Através de bombas submersas, este efluente passa por um sistema de gradeamento/areia para a remoção dos sólidos grosseiros e areia, que são retirados manualmente com o auxílio de um rastelo, para um posterior tratamento feito por terceiros (incineração), ainda passando por uma calha parshall onde é medido vazão de entrada do efluente e assim desaguando posteriormente em uma caixa chamada elevatória, onde é bombeado para uma peneira rotativa para retirada dos sólidos ainda remanescentes. Após este processo o efluente cai por gravidade no tanque de equalização/acidificação.
7. Tratamento de efluentes – Equalização:
O Efluente Bruto após o pré-tratamento é conduzido ao tanque de equalização, acidificação e hidrólise onde acontece sua preparação antes de seguir para o tratamento anaeróbio. O tanque de equalização tem como objetivo absorver os horários de pico da indústria antes de chegar ao processo biológico, fazendo também correções de pH e acidez. 
No tanque ocorre a homogeneização do efluente e a matéria orgânica insolúvel é atacada por bactérias já contidas no efluente. As moléculas orgânicas são solubilizadas, hidrolisadas e convertidas em ácidos orgânicos. Também neste tanque são dosados nutrientes como Fósforo e Nitrogênio que são essenciais para uma boa atividade das bactérias metanogênicas. Havendo qualquer tipo de alterações visualmente ou através de análises, são necessárias medidas imediatas. Tendo conhecimento do efluente que compõe o Tanque de equalização, quando necessário dosa-se Ácido Clorídrico quando o pH estiver alto, ou Hidróxido de Sódio quando o pH estiver baixo na tubulação que segue para o reator de Metanização.
8. Tratamento de efluentes: Tratamento biológico
PROCESSO ANAERÓBIO 
O processo anaeróbio é de fluxo ascendente e manta de lodo (UASB), ou seja, é um tratamento que se inicia na parte inferior do reator, passando pela manta de lodo para se ter assim uma maior eficiência. Sendo composto por um separador de mecânico trifásico onde ocorre a separação de água, gás e sólidos. As bactérias anaeróbias transformam o efluente em água, gás metano e dióxido de carbono, o gás metano é encaminhado para um queimador de gás com o intuito de transformar o mesmo em CO, se encontra também um medidor para saber quanto de gás está sendo gerado, assim se tem um bom controle da eficiência do reator. O reator de metanização atinge uma eficiência na faixa de 85-90% de remoção da matéria orgânica contida no efluente. 
PROCESSO AERÓBIO
O efluente anaeróbio passa por uma coluna seletora onde é bombeado para o sistema de polimento final aeróbico, o mesmo entra pela parte inferior do tanque, sendo alimentado por ar comprimido, onde é injetado por um compressor. O lodo criado neste tanque é o chamado lodo aeróbio, sendo que nesta etapa ocorre a remoção final de carga orgânica do efluente. 
9. Tratamento de efluentes: Decantador
Saindo do tanque de aeração por transbordamento, o efluente é enviado para um decantador secundário, onde o lodo aeróbio formado decanta e, através de um reciclo, retorna ao tanque de aeração para manutenção de uma massa celular adequada e suficiente para uma completa reação de degradação da matéria orgânica. Todo efluente que passa pelo decantador é encaminhado também a um aquário de peixes, que tem a função de ser um bioindicador de toxicidade, ou seja, funciona como indicador se a estação está trabalhando corretamente, se existe presença de metais pesados ou não. O efluente final livre de sólidos sedimentáveis é enviado a caixa de saída, passando por uma calha parshall, onde é medida a vazão de saída do efluente tratado e descartado no corpo receptor.
10. Melhorias do Setor
Reuso de água
Segundo RODRIGUES, o reuso de água surge atuando em dois aspectos: Instrumento para redução do consumo de água (controle de demanda) e recurso hídrico complementar. A reutilização, reuso de água ou o uso de águas residuárias não é um conceito novo e tem sido praticado em todo o mundo há muitos anos. No entanto, a demanda crescente por água tem feito do reuso planejado da água um tema atuale de grande importância. 
O tratamento necessário para a recuperação de águas residuais está intimamente relacionado com as especificações de aplicação de reuso associado à qualidade de água requerida. Os sistemas de tratamento envolvem a aplicação de processos de separação de misturas do tipo sólido-líquido e, também, a desinfecção. Em alguns casos, podem-se aplicar tratamentos que envolvam uma combinação de processos físicos, químicos e biológicos.
Em muitos casos, a água que é reciclada ou reusada necessita ser tratada para melhorar suas qualidades, particularmente, quando esta entrará em contato com alimentos ou produtos de bebidas ou é usada para a limpeza de superfícies que terá contato com esses produtos.
Produção de Hidrogênio em Reator Anaeróbio de Leito Fixo e Fluxo Ascendente a partir de Água Residuária de Indústria de Refrigerantes
Em estudo realizado na USP avaliou-se o potencial de geração de hidrogênio a partir da água residuária de refrigerante. As águas residuárias constituem matérias-primas que não envolvem custos na sua produção e a sustentabilidade do processo biológico aplicado a geração de hidrogênio a partir de águas residuárias pode ainda ser otimizado por meio da combinação da fermentação com a produção de subprodutos de alto valor agregado, como ácidos orgânicos e biopolímeros.
A priori, sabe-se que esta água residuária apresenta possibilidade de produção de hidrogênio, pois contém frações significativas de sacarose e demais carboidratos, que são as fontes preferenciais para a geração de hidrogênio.
Fez-se a comparação do desempenho de dois reatores anaeróbios de leito fixo e fluxo ascendente aplicados à produção de hidrogênio, submetidos às mesmas condições operacionais, diferindo apenas pela adição de meio contendo macro e micronutrientes ao substrato afluente a um dos reatores. Utilizou-se água residuária semi-sintética devido aos custos e complexidade para o deslocamento de 200 L de água residuária por dia.
Os resultados demonstraram que é possível produzir hidrogênio em reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente a partir de água residuária semi-sintética simulando efluente de indústria de refrigerantes.
Demais estudos são necessários para implementação deste processo em escala industrial.
11. Conclusão
Há necessidade do comprometimento de todos os setores industriais no lançamento de produtos na rede de esgotos interna de forma a garantir sua gestão e minimizar impactos que reduzem a eficiência de tratamento do efluente podendo comprometer a qualidade ambiental do efluente final para o corpo receptor. Altos investimentos iniciais e controle operacional rígido são necessários para a manutenção e monitoramento da estação de tratamento de efluentes.
O setor de bebidas refrigerantes disponibiliza pouca informação sobre o consumo de insumos e a geração de rejeitos. Considerando-se que a indústria não produza os extratos vegetais, sua geração de resíduos sólidos é mínima. A geração de resíduos pós consumo ainda representa um impacto significativo quanto ao volume, podendo gerar enchentes bem como vetores de doenças. A solução para este impacto depende da coleta adequada do mesmo para posterior transformação em outros produtos.
Os resíduos líquidos são os mais representativos e por isso os mais estudados. Possui um esquema de tratamento já bastante consolidado composto por: gradeamento, equalização e uso de tratamento biológico anaeróbio e posterior tratamento aeróbio para polimento, além da decantação do lodo gerado.
As melhorias deste seguimento estão voltadas para a destinação da água residuária. Seja o seu reúso na própria indústria, após os devidos tratamentos ou, mais recentemente, a possibilidade de empregá-la para a produção de combustível hidrogênio.
12. Regulamentação
Fonte: AFREBRAS
13. Referências bibliográficas
COSTA, D. M. A., JUNIOR, A. C. B. Avaliação da necessidade do Reuso de Águas Residuais. CEFET-RN, 2005.
CRUZ, G. F. B. Dossiê técnico: Fabricação de refrigerantes. Serviço Brasileiro de Respostas Técnicas. REDETEC, 2012.
CUNHA, A. H. N., OLIVEIRA, T. H. O reúso de água no Brasil: a importância da reutilização de água no país. Universidade Estadual de Goiás. Anapolis, 2011.
JANUARIO, G. P. Avaliação da qualidade de vida relacionada com a saúde bucal de trabalhadores de uma indústria alimentícia da região de Campinas- SP. Unicamp. Piracicaba, 2009
JUNIOR, O. C., JUNIOR, J. R. T., et al O setor de bebidas no Brasil. Biblioteca Nacional. BNDES
PEIXOTO, G. Produção de hidrogênio em reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente a partir de água residuária de indústria de refrigerantes. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Hidráulica e Saneamento, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2008
Site da AFREBRAS: https://afrebras.org.br/regulamentacao/ Acesso: dia 10/11/2017 as 17h.
	13