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TÉCNICAS DE MINIMIZAÇÃO E APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS GERADOS EM AGROINDÚSTRIAS Prof. Eliane Hermes 2017 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR PALOTINA DISCIPLINA: GESTÃO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS Monitoramento Instalação de medidores de vazão Manutenção para evitar vazamentos Restritores, timers e válvulas de controle de fluxo automático Aumento da eficiência de limpeza Deve-se buscar o melhor controle do processo evitando perdas e principalmente a redução e retorno ao processo dos resíduos. REDUÇÃO NAS PERDAS DE LEITE Estabelecimento de procedimentos operacionais para operações com alto risco de perdas Estabelecimento de rotina de manutenção preventiva para máquinas, equipamentos e instalações Segregar o leite derramado do restante dos efluentes Implantar sistema de monitoramento com controles e alarmes LATICÍNIOS SEPARAÇÃO DO LODO GERADO NA CLARIFICAÇÃO Segregação e armazenamento do lodo produzido Tratamento do lodo para eventual reaproveitamento O lodo da clarificação é um resíduo pastoso, composto basicamente por partículas de sujeira, componentes do sangue, micro-organismos e outras substâncias proteicas. Uso de centrífugas Alimentação do gado Micro-organismos patogênicos UTILIZAÇÃO DO LEITELHO Composição do leitelho Conservação para uso posterior Elaboração de outros produtos Alternativas de uso: Alimentação do gado Secagem por processo de desidratação – indústria alimentícia Uso na preparação de alguns tipos de queijos UTILIZAÇÃO DO SORO 9 x produção de queijo Avaliação das alternativas: viabilidade técnico-econômica Seleção de alternativas Alternativas: alimentação animal - preparação de bebidas concentração de soro - separação de soro (desmineralização) Proteínas: o soro contém em média 0,8%: 15 a 22 % das proteínas totais no leite. Lactose: componente mais abundante do soro. Uso na indústria farmacêutica e em produtos dietéticos, como adoçante. Fermentação do soro: a lactose representa fonte energética para a fermentação de diversos micro-organismos, sendo que esse processo produz CO2 e etanol. Alternativas de aproveitamento do soro de leite Fonte: Adaptado de Machado el al. (2001) Alguns componentes presentes no soro do leite apresentam funcionalidades distintas como: β-lactoglobulina: propriedadeas gelatinizantes Aumentar a viscosidade e a consistência dos queijos de coalho e iogurtes. α-lactalbumina: capacidade de formar espuma Fabricação de coberturas aeradas e glaceadas, sorvetes e frozen iogurt. Lactoferrina e lactoperoxidase: propriedades bacteriostáticas Fortalecimento do sistema imunológico e efeitos anti-câncer ELIMINAÇÃO À SECO DO SAL DO QUEIJO APÓS A SALGA Alta CE ao efluente final caract. corrosivas da água. 7 quilos para cada 100 quilos de queijo Reuso do sal CONTROLE E RECUPERAÇÃO DA SALMOURA Controle físico, químico e microbiológico da salmoura por meio de: − Isenção de contaminação na água e sal usados − Controle de pH, temperatura e duração da salga − Manutenção da concentração adequada de sal − Manutenção do teor adequado de cálcio − Eliminação das partículas de queijo − Eliminação ou trat. da salmoura contaminada com micro-organismos indesej. GRAXARIA • Dar preferência ao processo de cozimento/ digestão das matérias-primas a seco (aquecimento indireto); • Evaporar as águas geradas no cozimento por processo úmido, ao invés de lançá-las para os efluentes, juntando o material seco ou concentrado resultante às farinhas; • Evaporar a água do soro separado de sangue coagulado ao invés de descartá-lo como efluente líquido. MATADOUROS E FRIGORÍFICOS Medidas que podem ser destacadas com relação ao gerenciamento dos resíduos sólidos. Procurar minimizar alimentação dos animais Coletar e segregar ou separar todos os resíduos por tipos, isolados ou em grupos compatíveis, Segregar corrente de efluentes de alta carga (linha “verde” e “vermelha”) Esterco, conteúdos estomacais e intestinais, materiais retidos em grades e peneiras e os lodos gerados nas ETE Verificar quais resíduos adicionais poderiam também ser processados em graxarias, além daqueles já em processo. ABATEDOURO DE AVES PELE Teor de gordura: 30 a 50% Proteína: 4,6% Gelatina: Hidrólise do colágeno PÉS E OSSOS COM RESÍDUOS DE CARNE ADERIDA Água: 15% Gordura: 14% Osseína: 32% ------------- Ca e P Alimentos infantis e dietéticos Carne: produtos pré-prontos: salsichas, croquetes, nuggets SANGUE Água: 80-82% Proteínas solúveis: 5-8% Gordura, glicose e sais minerais - Suplemento proteíco - Agente emulsificante - Corante cárnico Uso da albumina: embutidos, fabricação pão PRODUTOS COM APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS DE FRANGO CORTES LESIONADOS: Fora dos padrões dimensionais da empresa Qualidade microbiológica = Carne mecanicamente separada (CMS) Utilizado na proporção máxima de 20% para prod.emulsionado, cozidos PRODUTOS EMPANADOS: carne residual (20%), pele (3 a 20%), derivados de sangue (2%), hemoglobina (1%). PRODUTOS EM MOLHO: partes de frango picadas, pré-cozidas e adicionadas a molhos Matéria-prima: cortes lesionados - Plasma sanguineo: 2% PRODUTOS EM PASTAS Preparação a base de carne, retalho em forma de massa homogênea. Composição: carne e um tipo de gordura selecionada Adição de sangue e gelatina: + nutritivo e estável EMBUTIDOS FERMENTADOS: Produtos a base de pedaços de carne que sofrem uma fermentação por micro-organismos Cozidos e defumados - Adição de plasma sanguineo: 2% PRODUTOS REESTRUTURADOS Emulsão com ingredientes hidrossolúveis e lipossolúveis Massa cárnea é enchida ou formada Ingredientes: sangue, carne e /ou gelatina Proporção varia de acordo com o produto 15 ABATEDOURO DE BOVINOS E SUÍNOS Aproveitamento de subprodutos pode ser realizada pelos próprios matadouros e frigoríficos ou executados por terceiros. Instrução Normativa n. 15 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (BRASIL, 2003). Produção de farinha de sangue ABATEDOURO DE PEIXES Resíduos: descarte de animais que não atingem o tamanho comercial 12 a 14% durante a despesca de tilápia (LIMA, 2008) Alto teor de proteínas, minerais e lipídeos como ácidos graxos e ômega-3. Produtos a base de resíduos de tilápia: Biscoitos - Empanados - Salsicha - Embutido defumado Fishburgers - Patês - Lingüiça tipo toscana Shankar et al. (2010) adição 5 a 20% de farinha de tilápia em pães. Veit et al. (2012) adição de 20% e 12% de filés de tilápia cozidos e triturados em bolo de chocolate e cenoura, respectivamente. índices de aceitabilidade satisfatórios e incremento no valor nutricional QUITINA: polímero natural, constituinte de uma variedade de animais marinhos (cabeça de camarão, casca de lagosta e carapaças de caranguejo), insetos e fungos. QUITOSANA: biopolímero produzido a partir da desacetilação da quitina Composição das cascas secas de crustáceos: -15 a 20% de quitina - 24 a 40% de proteína - 40 a 55% de carbonato de cálcio - pigmentos e lipídios APLICAÇÕES DA QUITOSANA: coadjuvantes na redução do colesterol controle de doenças processos de purificação e tratamento de água manufatura de lentes de contato ramo cosmético 19 RESÍDUOS DE ANIMAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL SEBO DE BOI: 15 kg/boi Comp.: 13 a 20% de umidade, 19 a 24% torresmo e 60 a 61% de sebo Cada kg de Sebo produz 0,97 L de B100 (PERES et al. 2009) ÓLEO DE FRANGO: Cada frango possui em média 34 g de óleo Cada kg de óleo produz cerca de 1 L de B100 GORDURA DE PORCO O porco tem aproximadamente 12 kg de gordura/100 kg de peso (Lard-Fired Boiler Cleaner Than Fuel Oil, 2000) GORDURA DE PEIXE: O processamento de resíduos obtidos depeixes com peso de abate (VIDOTTI e GONÇALVES, 2006) : • de até 800 g produz, em média, 15% de óleo • acima de 800 g pode produzir 30% de óleo GLICERINA GLICEROL: composto químico 1,2,3-propanotriol puro, com classificação farmacêutica GLICERINA: produtos comerciais purificados 90% glicerol Produção de biodiesel: glicerina (água, ácidos graxos, sabões, etanol, catalisador, etc) Processo de purificação: uso farmacêutico ou alimentício Atualmente, no Brasil, o glicerol é utilizado como matéria-prima e reagente químico nas seguintes indústrias: Medicamentos: cápsulas, supositórios, anestésicos, xaropes, antibióticos e antissépticos Cosméticos: pastas de dente, cremes para pele, loções pós-barba, desodorantes, batons e maquiagens Tabaco: tornar as fibras do fumos mais resistentes e evitar quebras. Filtros de cigarros Têxteis: amaciar e aumentar a flexibilidade das fibras têxteis Alimentos e bebidas: conservar alimentos e bebidas como refrigerantes, balas, bolos, pastas de carne, etc. Necessidade de purificação do glicerol. Síntese de moléculas: moléculas de alto valor agregado como o propanodiol, a partir da fermentação do glicerol. Uso em plásticos. Outros: lubrificantes de máquinas, fabricação de tintas e resinas, fabricação de dinamite, etc. Para cada tonelada de cana moída ou esmagada obtêm-se 120 kg de açúcar e mais 14 L de álcool, ou 80 L de álcool no caso de destilarias. Silva et al. (2007) estimam que o bagaço corresponda a 30% do total Principais resíduos: vinhaça, torta de filtro, bagaço de cana e cinza do bagaço de cana USINAS SUCRO-ALCOOLEIRAS VINHAÇA Aproveitado nas lavouras de cana POTÁSSIO Combustão direta ou incineração total Complemento de rações animais - Uso da vinhaça em pó nas proporções de até 10% - Dieta de ruminantes e em menor proporção para aves e suínos Efeito laxativo no gado 30 a 40 kg por ton. de cana moída Composto muito rico em proteína Adubação e plantio de canaviais 10 a 15 toneladas por hectare Alta concentração de fósforo Uso excessivo: aumento [ ] metais pesados TORTA DE FILTRO BAGAÇO DE CANA Co-geração de energia Fabricação de chapas de fibra, usadas nas construções Fabricação de massa de papel (celulose), como pasta de alto rendimento Fabricação de matéria plástica ou vários solventes para a indústria Ração Animal CINZA DO BAGAÇO DE CANA Sílica SiO2 Adição mineral, substituindo o feldspato na formulação de massa cerâmica LAVAGEM DE GARRAFAS Tecnologia aplicada Máquinas mais modernas: 300 ml de água de lavagem Máquinas mais antigas: 1,8 a 2,4 litros Algumas medidas que podem ser adotadas no projeto de máquinas de menor consumo: instalação de válvulas automáticas que cortem o fluxo de água uso de aspersores mais eficientes, de menor consumo de água circulação da água de lavagem em contra-corrente CERVEJARIA PASTEURIZAÇÃO Usada em circuito aberto, encontrando-se limpa e quente Redução do consumo em cerca de 80% Adição de produtos que combatam o crec. micro-organismos no interior da tubulação Utilização da água quente do pasteurizador em outros locais da planta como: Limpeza de pisos LIMPEZA DE EQUIPAMENTOS Muita água e produtos químicos Minimizar o número de lavagens necessárias Limpeza a seco antes do uso de soluções de limpeza Reaproveitamento de soluções de limpeza: até 30 x Uso de detergentes fosfatados EUTROFIZAÇÃO ENVASE Bomba para retirada prévia do ar Instalação de um tanque de recirculação que retorna a água extraída do equipamento para o topo do mesmo. REDUÇÃO DE CONSUMO DE MATÉRIAS-PRIMAS – APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS BAGAÇO DE MALTE: alimentação animal TORTA DE FILTRAÇÃO (trub fino e grosso) Excelentes caracterísiticas nutricionais Podem ser misturados ao bagaço do malte RAÇÃO ANIMAL Uso do trub no preparo de novas bateladas de mosto Redução da carga orgânica enviada a ETE: 110.000 mg DBO/kg LEVEDURA EXCEDENTE Remoção da levedura do mosto fermentado Uso de uma parte no preparo de uma nova inoculação para uma nova batelada Alto teor orgânico: 120.000 a 140.000 mg DBO/L Valor nutricional elevado: indústria de alimentos Remoção a seco de todo o material do fundo das dornas de fermentação e maturação CERVEJA RESIDUAL Perdas em diversas partes do processo produtivo Reaproveitamento da cerveja residual (perdas não oxidadas ou contaminadas) Problemas com a qualidade do produto TERRA DIATOMÁCEA Emprego de filtros de membranas redução de perdas de produto Centrífuga antes da filtração para aumentar sua vida útil