O tratamento de efluente na indústria de alimentos é um grande desafio, já que a água é um ingrediente chave na indústria de alimentos e bebidas. A água desempenha um papel fundamental em muitos dos métodos comuns de processamento de alimentos e operações unitárias, como:

• Imersão;
• Lavagem;
• Enxágue;
• Branqueamento,;
• Aquecimento;
• Pasteurização;
• Cozimento;
• Resfriamento;
• Limpeza CIP;
• Produção de vapor.

A água é usada na indústria de alimentos também como um ingrediente de alimentos e para fins de limpeza geral, saneamento e desinfecção.

A indústria de alimentos e bebidas é bem conhecida por seu alto consumo de água. No entanto, a indústria não é tão conhecida por seu uso de dispositivos e práticas de economia de água. O efluente proveniente de algumas operações de processamento de alimentos pode não estar fortemente contaminado, por exemplo: condensados ​​de processos de secagem e evaporação do produto, ou mesmo água de resfriamento ou enxágue, essa água muitas vezes é lançada no esgoto sem tratamento.

Essa prática está alimentando uma preocupação crescente com o custo contínuo e a disponibilidade de água potável de alta qualidade no futuro, juntamente com a necessidade de minimizar a poluição ambiental com essas águas residuais geradas pelas indústrias de alimentos.

Portanto, muitos processadores de alimentos estão agora buscando usar diferentes tecnologias para elevar a qualidade da água de processo para que possa ser efetivamente reutilizada dentro da indústria, melhorando assim a eficiência geral do processo garantindo maior lucratividade de seus produtos.

O ozônio possui o maior potencial de oxidação de todos os oxidantes comuns, é conhecido por suas poderosas propriedades de oxidação e desinfecção. Como suas propriedades oxidativas podem ser usadas como parceiros de reação em fases gasosas, líquidas ou sólidas, as aplicações do ozônio são múltiplas e se estendem por uma ampla gama de diferentes indústrias.

Nos últimos anos, os pesquisadores investigaram processos de tratamento de efluentes adequados para reduzir a carga orgânica na água, assim como o DBO (demanda bioquímica de oxigênio), DQO (demanda química de oxigênio) e níveis microbianos na água do processo até os padrões de consumo aceitos. Processos de tratamento baseados em nanofiltração, biorreatores de membrana, osmose reversa, adsorção, oxidação e ultravioleta foram analisados em condições de laboratório e planta piloto.

Nos últimos anos, foi demonstrado que uma degradação eficiente de contaminantes pode ser alcançada por meio da ozonização direta e via oxidantes secundários, como radicais de hidroxila (OH^–), hidroperóxido (HO₂) e superóxido (O^–), tanto para águas residuais quanto para tratamento de água potável.

Como resultado, o ozônio se tornou muito popular dentro do processo de tratamento com as concessionárias de água de diversos países, reduzindo custos e consumo de produtos químicos normalmente utilizados no processo de tratamento convencional.

O ozônio costuma ser mais usado em combinação com outras tecnologias e reagentes para tratamento de água, e apesar de já existem milhares de cidades no mundo que utilizam o ozônio em seus processos de tratamento e água e efluentes, a literatura mostra que ainda não foi amplamente adotado como tecnologia de tratamento de água pela indústria de alimentos.

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Água na indústria de alimentos

A água constitui um componente significativo nas indústrias de alimentos, pode ser adicionada de diversas formas:

1. ingrediente para a produção de alimentos cozidos e assados,
2. transferência de calor,
3. resfriamento,
4. ganho de peso durante o processamento de alimentos,
5. limpeza e higienização na indústria.

Portanto, a água desempenha um papel importante no processamento de alimentos, sendo a qualidade da água utilizada depende de muitos fatores, desde a origem da água, como foi tratada e como foi distribuída até o ponto de consumo.

Um pré-requisito é que os contaminantes na água que são prejudiciais sejam removidos por uma série de etapas de tratamento a fim de produzir água segura que atenda aos requisitos da legislação brasileira.

Uma grande parte da água usada pela indústria de alimentos vem diretamente do abastecimento de água municipal, portanto, acredita-se que ela seja bem tratada externamente por grandes empresas concessionárias de água. Embora isso não significa que a indústria de alimentos sempre receba uma água de alta qualidade fazendo com que as empresas tenham um sistema de tratamento que garanta uma água de melhor qualidade.

O abastecimento da rede pública está se tornando um recurso cada vez mais escasso, caro e com tarifas que aumentam a cada ano. Além disso, as concessionárias buscam recuperar a água e o investimento necessário para atualizar as obras de tratamento de efluentes para atender aos padrões ambientais mais elevados. Reduzir o consumo de água pode ser uma forma barata de obter economia de custos na indústria de alimentos. Muitas empresas costumam economizar seus custos de água implementando medidas de economia de água simples e baratas.

No entanto, alguns processos de algumas indústrias de alimentos consomem grandes quantidades de água. E, algumas medidas de minimização de água podem ter pouco efeito geral no consumo de água, a menos que sejam usadas em conjunto com tecnologias de tratamento de água para permitir que a água seja reutilizada com segurança em algumas operações da planta.

A reutilização de água de processo tem sido recomendada por especialistas por muitos anos, mas a legislação em grande parte dos países permite apenas o uso de água potável nas indústrias alimentícias. Nos últimos anos, o reuso de água começou a ser introduzido em alguns países quando uma nova diretriz de água potável sobre a qualidade da água destinada ao consumo humano, que justifica o uso de qualidades alternativas de água quando o reuso da água reciclada desde que exista um processo de tratamento que não comprometa a segurança do produto final.

Atualmente, órgãos reguladores controlam o uso de aditivos alimentares, que lista as substâncias que podem ser legalmente adicionadas aos alimentos se tiverem uma finalidade útil, seguras e não enganem o consumidor. Uma vez devidamente desinfetada, a água de reuso pode, em alguns países, ser legalmente reutilizada na indústria de alimentos como um “auxiliar de processamento”, definido como:

“Qualquer substância não consumida como alimento, intencionalmente utilizada no processamento de matérias-primas, alimentos ou seus ingredientes para cumprir uma determinada finalidade tecnológica durante o tratamento e processamento e que pode resultar na presença não intencional, mas tecnicamente inevitável, de resíduos da substância ou seus derivados no produto final, desde que esses resíduos não apresentem qualquer risco à saúde e não tenham qualquer efeito tecnológico no produto acabado”.

Atualmente, as práticas de reciclagem e reuso de água na indústria de alimentos geralmente ocorrem para fornecer água de resfriamento, água de lavagem ou mesmo água de processo, com a extensão das aplicações sendo dependente do tipo de processo de tratamento de água empregado, bem como da própria indústria. Os principais fatores impulsionadores da eficiência hídrica na indústria de alimentos podem ser classificados como econômicos, ambientais e tecnológicos.

Tratamento de efluente na indústria de alimentos com ozônio

O ozônio pode ser usado pela indústria de três maneiras:

1. como biocida,
2. como oxidante clássico e
3. como pré-tratamento para melhorar os processos de tratamento subsequentes.

Conforme discutido acima, a ozonização pode ser usada no tratamento de água para atingir uma variedade de objetivos de tratamento, incluindo:

1) Desinfecção

2) Oxidação de poluentes inorgânicos e orgânicos:

• • Ferro e manganês;
  • Compostos de sabor e odor;
  • Poluentes fenólicos.

 3) Oxidação de macropoluentes orgânicos (ou seja, orgânicos alvo não específicos):

• Branqueamento da cor;
• Aumentar a biodegradabilidade dos orgânicos;
• Destruição do potencial de formação de trihalometano, haleto orgânico total e demanda de cloro.

4) Melhoria da coagulação.

Outras vantagens, junto com as limitações, do uso de ozonização e outras tecnologias durante o tratamento de água estão listadas na tabela abaixo, onde está claramente delineado porque o ozônio é uma das melhores técnicas de tratamento de água atualmente disponíveis.

A riqueza de aplicações da ozonização levou a uma explosão de estações de tratamento de água nos Estados Unidos que empregam essa tecnologia ao longo da década de 1990. Outra razão vem do fato de que a ozonização também pode trazer benefícios de custo, pois pode ser usada para múltiplas aplicações e, portanto, é introduzida em vários estágios do processo.

Por exemplo, quando usado para oxidar metais presentes na água (ex: manganês, ferro etc.) ou por suas propriedades de coagulação, o ozônio pode ser aplicado no início ou final do processo de tratamento de água. O uso de ozônio melhora a filtragem de carvão ativado granular. A remediação de sabor e odor exige que a ozonização ocorra no meio do processo. Por outro lado, a ozonização para desinfecção pode ser utilizada tanto no início quanto no final da estação de tratamento, onde a concentração maior que 0,4 mg/L deve ser mantida por tempo de contato de 5 minutos; para a atividade esporicida, são necessários 2mg/L.

Diferentes processos de tratamento usado pelas indústrias de alimentos

Tratamento de efluente na indústria de laticínios

A água desempenha um papel fundamental durante o processamento na indústria de laticínios. Desde a limpeza, higienização, aquecimento até a lavagem de ambientes de processos, câmaras frias, embalagens e equipamentos, existe uma grande procura de água em todas as operações realizadas.

As águas residuais se originam de dois processos principais:

• Na obtenção do leite e
• Nas fábricas de engarrafamento, processamento de manteiga, queijo, leite evaporado e condensado, leite em pó e outros produtos lácteos.

Como resultado, as águas residuais de laticínios são diferenciadas por um alto DBO e altos níveis de sólidos dissolvidos ou suspensos, incluindo gorduras e óleos, nutrientes como amônia ou minerais e fosfato.

As águas residuais de laticínios também exalam odores ruins, pois os componentes se decompõem e rancificam rapidamente no armazenamento. Entre as indústrias de alimentos, a indústria de laticínios é uma das mais poluentes. No entanto, em contraste com o processamento de produtos frescos, a água da rede na indústria de laticínios só entra em contato direto com o leite residual e produtos derivados do leite antes do descarte. Portanto, a necessidade de desinfetar as águas residuais antes da reutilização geralmente não é uma alta prioridade.

Tratamento de efluente em frigoríficos

Todos os frigoríficos geram quantidades significativas de águas residuais, não apenas por causa das muitas etapas de processamento envolvidas, mas também devido à lavagem de equipamentos e instalações. A maioria das águas residuais é caracterizada por altas taxas orgânicas e concentrações de sólidos suspensos, com as quantidades de cada uma sendo muito dependentes dos detalhes técnicos do processo e da quantidade de água consumida em cada estágio.

Atendendo às recomendações mundiais sobre a gestão de água e efluentes da indústria de alimentos, alguns estudos têm destacado a importância da redução do consumo de água e das cargas hidráulicas e orgânicas nos matadouros através do emprego de várias técnicas, como formação de pessoal, otimização e recolher o sangue do sistema, coleta a seco de subprodutos do abate e implementação de metodologias eficientes para limpeza e saneamento do matadouro.

A reutilização de água potável na indústria de carne geralmente não é favorecida devido a questões de saúde e segurança, decorrentes do fato de que tais águas residuais são ricas em óleos e graxas, desinfetantes e sangue – substâncias que precisam ser removidas por tratamento físico-químico e biológico. A oportunidade de reutilização da água só surge quando a água tem uma baixa carga de contaminação e, mesmo quando isso ocorre, muitas etapas são necessárias para remover os sólidos em suspensão e reduzir as cargas orgânicas e microbianas durante o processo de tratamento de água.

A água também pode ser usada em combinação com um agente sanitizante para lavar superfícies e partes de carcaças que são tradicionalmente conhecidas por cargas microbianas de alta densidade. A este respeito, um desinfetante, como água contendo ozônio, deve ser extremamente eficaz na eliminação de contaminantes ambientais e fecais, como Enterococcus faecalis e Escherichia coli, e patógenos de origem alimentar, como Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Salmonella typhimurium, Yersinia enterocolitica e Staphylococcus aureus, que são efetivamente mortos em substratos com o uso do ozônio.

Vivaldo Mason Filho é Administrador de Empresas e Especialista em Análise de Sistemas pela PUCCAMP, Especialista e Mestre em Engenharia pela USP. Empresário e especialista na implantação de ozônio para indústrias de alimentos. Atuou por 11 anos como Professor nos cursos de graduação e pós-graduação de Administração, Comércio Exterior e Engenharia de Produção. É atual vice-presidente da Associação Brasileira de Ozônio – ABRAOZÔNIO.