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trabalho interdiscilinar dirigido I
INTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA
TRATAMENTO DO efluente da indústria de laticínio
CURSO: Engenharia Química		Professora TIDIR: Juliana Capanema
Anne Grazielle, Diego Andrade, Larissa Lis Baeta, Pablo Bertoldi, 
Raquel Castilho,Selma Araújo, Thais Santos, Werlis Junior
Resumo
Esse trabalho objetivou o tratamento do efluente lácteo da indústria e realizou testes com efluentes sintéticos tendo o melhor aproveitamento na floculação com o sulfato de alumínio em presença do Hidróxido de Cálcio, e a decantação para a purificação do resíduo.No teste, o melhor resultado apresentado foi em de 100 mL 0,1% m/v de leite, para 2,0mL de sulfato de alumínio A 2%m/v e 6,0mL solução de Ca(OH)2, também a 2% m/v, resultando em um pH de11,5(±0,1) e resultou na separação satisfatória dos sólidos solúveis.
Palavras-Chaves: laticínio, tratamento de efluente,decantação, floculação.
Introdução
Atualmente, a produção de leite cresce nacionalmente, liderando as pesquisas da balança comercial brasileira (Figura 1). A mesma expectativa encontra-se na distribuição láctea em Minas Gerais (Figura 2). Mas um progresso tão grande para o mercado econômico pode deixar danos no meio ambiente. Buscando um crescimento sustentável da indústria, o objetivo do estudo é propor um tratamento do efluente industrial formado na indústria de laticínio. Esse efluente é em sua maior parte incidente da lavagem dos materiais na indústria e não pode ser descartado no corpo receptor por conter uma demasiada matéria sólida orgânica em suspensão. Nossa proposta foi de separar o resíduo sólido do líquido utilizando a floculação dos sólidos suspensos. Testar a precipitação dos sólidos orgânicos suspensos com o sulfato de alumínio em presença de hidróxido de cálcio. 
 Figura 1 :Brasil - Balança comercial brasileira, do agronegócio e do setor lácteo: saldo acumulado em 12 meses
 Figura 2 – Balança, do Estado de Minas Gerais, comercial total do agronegócio e do setor lácteo: saldo acumulado em 12 meses
Fonte: Embrapa, 2011.
Revisão Bibliográfica
No setor alimentício destaca-se um elevado consumo de água e a geração de efluentes, resultantes principalmente da lavagem de máquinas, tubulações e pisos. Além de o resíduo formar um grande volume de lodo nas estações com tratamento biológico (BRIÃO, 2002), o efluente ainda apresenta uma elevada carga orgânica proveniente basicamente de leite e de seus derivados. O resíduo do laticínio varia conforme a capacidade de produção da empresa, a tecnologia usada, a higienização das instalações e a qualidade do leite (BALDISSERA. 2009). Sendo assim, a maior fração desse poluente é gerada segundo a Tabela 1.
 Tabela 1 – Operações e processos que geram efluentes líquidos na indústria de laticínio.
	Operação ou processo
	Descrição
	Lavagem e limpeza
	Enxágüe para retirada de resíduos aderidos ao leite em tanques, silos de armazenamento, tubulações, mangueiras, pisos e paredes.
	Descartes e descargas
	Mistura de sólidos de leite, soro (leitelho, leite ácido), sólidos de leite, retidos em clarificadores, produtos e embalagens perdidas em processos e produtos retornados a indústria.
	Vazamentos e derramamentos
	Vazamentos em tubulações, operação e/ou manutenção inadequadas, transbordamento de tanques e negligencias nas operações.
 Fonte: MACHADOet al, 2002.
Nas indústrias de laticínios os efluentes líquidos são tratados por processos físicos, químicos e biológicos e a integração e/ou combinação desses métodos compõem o sistema de tratamento.
Tratamento preliminar: remoção dos sólidos grosseiros.
Tratamento primário: remoção de sólidos sedimentáveis e parte da matéria orgânica.
Tratamento secundário: remoção da matéria orgânica e eventual nutrientes.
Tratamento terciário: remoção de poluentes específicos (tóxicos ou compostos não biodegradáveis), remoção complementar de poluentes não suficientemente removidos na etapa anterior.
O fluxograma abaixo apresenta uma concepção geral das tecnologias disponíveis para as indústrias de laticínios, mas deve-se ter em mente que a configuração efetiva a ser adotada por um dado laticínio irá depender dos tipos de efluentes, suas características, volumes gerados e classe do corpo receptor após o tratamento.
Figura1: Fluxograma do sistema de tratamento de efluente.
 Fonte: MACHADOet al, 2002.
O tratamento preliminar normalmente ocorre com uma filtração simples, pois o objetivo é separar os sólidos grosseiros. Após a etapa preliminar,passa para o tratamento secundário que consiste na coagulação química e na formação dos flocos. Essa coagulação é o processo de neutralização das cargas negativase possibilita que as cargas se aproximem umas das outras, promovendo uma aglomeração formando flocos que tendem a flotar ou sedimentar dependendo do seu tamanho e densidade (MACHADO etal, 2002).
Os coagulantes geralmente são sais de ferro e alumínio. Os fatores que influenciam na coagulação são: espécie e quantidade do coagulante, o tempo de mistura e o pH(potencial hidrogeniônico), As grandes vantagens do uso de coagulantes são a praticidade e a boa qualidade dos efluentes obtidos no final do processo.
 Os tratamentos terciários e quaternários são feitos segundo a necessidade, exigem um maior investimento monetário, pois lidam com micro-organismos, metais pesados e geram resíduos que necessitam, também, de tratamento especial.
O método proposto pelo grupo é flocular com o Sulfato de alumínio e o Hidróxido de Cálcio, como mostradana reação estequiométrica abaixo:
Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 -> 2Al(OH)3 + 3CaSO4
A formação geométrica do sulfato de cálcio e do hidróxido de alumínio nessa reação favorece a interação da matéria orgânicapromovendo a decantação e a possível separação dos sólidos suspensos no efluente de laticínio que se depositam em formato de flocos.
A decantação dos sólidos, também chamada de sedimentação é um processofísico de separação em que a mistura de dois líquidos ou de um sólido suspenso num líquido é deixada em repouso. A fase mais densa por ação da gravidade deposita-se no fundo do recipiente (GOMES, 2008). Autilização das forças gravitacionais para separar partículas de densidade superior a da água, depositando-as em uma superfície ou zona de armazenamento um processo dinâmico de separação na qual a redução de velocidade de escoamento das águas provoca melhoria na eficiência de deposição das partículas, sendo influenciado diretamente pelo tamanho e peso das partículas e inversamente pela velocidade do escoamento (CASTRO, 2005).
A decantação pode ser feita por diversos tipos de equipamentos, denominados tanques de decantação ou decantadores (MOREIRA, 2011).Procura-se evitar ao máximo a turbulência, promovendo um movimento lento de escoamento. Estes são classificados da seguinte forma:
Quanto ao tipo de remoção do lodo: Manual, mecânica (raspadores easpiradores) e descarga hidrostática.Quanto ao fluxo: Escoamento horizontal, onde a água entra em uma extremidade, move-se na direção longitudinal e sai pela outra extremidade.	
Escoamento vertical, onde a água entra pela parte inferior seguindo emmovimento ascendente ate a superfície dos tanques. São em geral bastante profundos (CASTRO, 2005).
Quanto ao formato: quadrado, retangular ou circular.Quanto à finalidade: Clarificadores (sedimentador lamelar): Consistem basicamente de placas inclinadas que propiciam uma redução na área efetiva quando comparado com um sistema de decantação convencional. O que permite uma rápida remoção de suspensões floculantes (SILVEIRA, 2007).
Nesse trabalho, como o interesse é focado na purificação da água, usou-se um decantador em formato retangular que permita a remoção do sobrenadante. Os resíduos formados serão o sobrenadante e o precipitado, temos então a seguinte sugestão para tratamento: 
No sobrenadante, como o Hidróxido de cálcio será colocado em excesso, teremos na solução Ca+ e OH- Tratamento indicado é a neutralização e o descarte. Já o sólido precipitado écomposto de matéria orgânica, Al(OH)3 e CaSO4. O precipitado será calcinado a aprox. 900°C para que se elimine toda a matéria orgânica e ocorra a formação de Al2O3e CaSO4. Para separar os dois sólidos deve-se reagir na capela de laboratório com ácido sulfúrico concentrado, que vai dissolver o Alumínio em Al3+ permanecendo o precipitado de sulfato de cálcio no estado sólido. O Sulfato de cálcio pode ser vendido como matéria prima pura para fabricantes de gesso, permanecendo o sulfato de alumínio em solução, que pode ser usado novamente para nova precipitação de efluente de laticínio (VOGEL, 1981).
Materiais e Métodos
Para desenvolvimento deste trabalho, foi utilizado um efluente sintético, a fim de simular o efluente da indústria de laticínios, preparado pela adição de leiteà água, de modo a obter uma concentração de 0,1%m/v, visando simular as características de um efluente real (SANTOS. 2009).
O efluente lácteo sintético foipreparado de acordo com a metodologia apresentada por (PUGET et al, 2001), que consistiu na adição de leite em pó à água sob a agitação mecânica, de maneira a obter-se uma suspensão homogênea. Atemperatura da amostra preparada foi inferior a 40ºC, sendo que a variação de temperatura do corpo receptor não deverá exceder a 3ºC no limite da zona de mistura; Inciso retificado na publicação DOE MG de 20/05/08;
Foram feitos 8 ensaios em proveta de vidro com volume de 100mL numeradas de 1 a 8, e adicionados coagulantes usualmente utilizados em estações de tratamento de água, sulfato de alumínio2%m/v e cal 2%m/v (BRUSCHI, 2002), conforme Tabela 2.Observou-se assim, visualmente a formação e sedimentação dos flocos, tornando-se possível estimar o volume de sólidos formados com o auxilio das provetas.
Tabela 2: Concentrações utilizadas e resultados
	Número da Proveta
	Al2(SO4)3 2%m/v (mL)
	Ca(OH)2 2%m/v (mL)
	Volume de Precipitado (mL)
	Aparência do Sobrenadante
	1
	0,5
	1,5
	3
	Muito Turva
	2
	1,0
	3,0
	5
	Muito Turva
	3
	2,0
	6,0
	16
	Clarificada
	4
	3,0
	9,0
	11
	Pouco Turva
	5
	2,0
	2,0
	6
	Turva
	6
	4,0
	2,0
	14
	Pouco Turva
	7
	6,0
	2,0
	17
	Clarificada
	8
	8,0
	2,0
	17
	Clarificada
Fonte: Os autores.
Resultados experimentais
Os melhores resultados encontrados foram na adição de 2,0mL de sulfato de alumínio com 6,0mL de solução de cal e nas adições de 6,0 e 8,0mL de sulfato de alumínio e 2,0mL de solução de cal.
	Tendo em vista quedeve-se utilizar o mínimo de reagente possível e o sulfato de alumínio é mais oneroso e mais poluente, o procedimento adequadofoi o de 2,0mL de sulfato de alumínio 6,0mL solução de Ca(OH)2.
Considerações finais
Conforme análise realizada com o coagulante Sulfato de Alumínio e Hidróxido de Cálcio no experimento de floco-decantação, os resultados mostraram-se satisfatórios tendo em vista que com o método aplicadohouve separação dos sólidos e torna-se viável em desenvolvimento de trabalhos dessa natureza. A pesquisa mostrou a eficácia do método na separação do leite com a parte sólida em destaqueno estudo.
Referências 
BALDISSERA, Ana Carolina.Geração de Efluentes e Reuso de Águas Indústria de Laticínios. Trabalho de Engenharia de Alimentos e o Meio Ambiente Orientado pela professora Aniela Kempka. Pinhalzinho: 2009.
BRIÃO, et al.Geraçãode Efluentes na Indústria de Laticínios,23° Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental.Disponível em: <http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/abes23/II-018.pdf>. Acesso em 16 mai 2011.
Bruschi, Denise Marília,et al.Manual de saneamento e proteção ambiental para os municípios. Município e meio ambiente. Belo Horizonte:3ed. 2002. Disponível em:
<http://www.em.ufop.br/ceamb/petamb/cariboost_files/manual_20de_20saneamento_municipios_feam_2002.pdf>. Acesso em 03 mai 2011
CARVALHO, Limirio de Almeida, et al. Áreas de Concentração de Produção de Leite no Cerrados Disponível em: < http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Leite/LeiteCerrado/areas_conc_producao.html>. Acesso em: 25 mai 2011.
GOMES, Silvia. Sedimentação; Decantação e Filtração. Disponível em:<http://pt.scribd.com/doc/16510547/Relatorio-da-actividade-da-sedimentacao-decantacao-e-filtracao>. Acesso em 27 abr2011.
MACHADO, Rosangela Vieira Gurgel. et al. Controle ambiental nas pequenas e médias empresas de laticínios:projeto Minas Ambiente. Belo Horizonte: Segrac, 2002. 223p.
MOREIRA, Regina de Fátima Peralta Muniz; SOARES, José Luciano. Operações Unitárias de Transferência de Quantidade de Movimento. Disponível em: <http://www.enq.ufsc.br/disci/eqa5313/topicos.html>. Acesso em 27 abr2011.
PONCHIO, Leandro Augusto: GOMES, Alexandre Lopes: PAZ, Erica da.Perspectivas de consumo de leite no Brasil. Disponível em: <http://www.cepea.esalq.usp.br/pdf/artigo_leite_04.pdf>. Acesso em: 25 mai 2011.
SANTOS, Alana Melo dos. Tratamento de efluentes lácteos através de coagulação química e sedimentação. Disponível em: 
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VOGEL, Arthur Israel, Química Analítica Qualitativa, 5 ed. São Paulo: Mestre Jou, 1981. 665 p.
VOGELEAAR, Rita de Cássia Bicego. Reaproveitamento do soro do queijo por coagulação com quitosana. Associação Brasileira de Engenharia Química. São Paulo. Disponível em:<http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/abes97/soro.pdf>. Acesso em:25 mar 2011.
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