Visão geral

A indústria de alimentos depende diretamente do ambiente natural para o fornecimento de matérias-primas para produzir produtos livres de contaminantes para consumo humano. Devido ao processamento extensivo de um grande volume de materiais, o impacto potencial no meio ambiente é considerável. Isso também vale para a indústria de bebidas.

A preocupação ambiental no que diz respeito à indústria alimentar centra-se mais nas cargas de poluentes orgânicos do que no impacto das substâncias tóxicas. Se as cargas de poluentes forem inadequadamente evitadas ou controladas, elas sobrecarregarão a infraestrutura de controle da poluição da comunidade ou produzirão impactos negativos nos ecossistemas locais. As técnicas de produção que controlam as perdas de produto têm a dupla função de melhorar o rendimento e a eficiência e, ao mesmo tempo, reduzir os possíveis problemas de desperdício e poluição.

Embora a disponibilidade de água potável seja essencial, a indústria de processamento de alimentos também requer grandes volumes de água para uma ampla variedade de usos não consumíveis, como a limpeza inicial de matérias-primas, irrigação, branqueamento, pasteurização, limpeza de equipamentos de processamento e resfriamento do produto acabado. Os usos da água são identificados por critérios de qualidade para diferentes aplicações, com os usos de mais alta qualidade frequentemente exigindo tratamento separado para garantir total isenção de odor e sabor e para garantir condições uniformes.

O processamento de volumes muito grandes de material introduz um problema potencialmente grande de resíduos sólidos na fase de produção. Os resíduos de embalagens têm sido objeto de preocupação crescente no que diz respeito à fase pós-consumo do ciclo de vida de um produto. Em certos ramos da indústria alimentícia, as atividades de processamento também estão associadas a potenciais emissões atmosféricas e problemas de controle de odores.

Apesar da variação considerável entre subsetores específicos da indústria, as abordagens para a prevenção e controle da poluição compartilham muitas características gerais.

Controle de Poluição da Água

A indústria de processamento de alimentos tem um efluente bruto antes do tratamento que é extremamente rico em matéria orgânica solúvel. Mesmo pequenas usinas sazonais provavelmente terão cargas de resíduos comparáveis ​​às de populações de 15,000 a 25,000, com grandes usinas aproximando-se da carga de resíduos equivalente à população de um quarto de milhão de pessoas. Se um córrego ou curso de água que recebe efluentes for muito pequeno e os resíduos orgânicos forem muito grandes em volume, os resíduos orgânicos utilizarão o oxigênio dissolvido no processo de estabilização e poluirão ou degradarão o corpo d'água reduzindo o valor de oxigênio dissolvido abaixo do exigido pelo organismos aquáticos normais. Na maioria dos casos, os resíduos das fábricas de processamento de alimentos são passíveis de tratamento biológico.

A força das águas residuais varia consideravelmente de acordo com a planta, o processo específico e as características do produto bruto. Do ponto de vista econômico, normalmente é menos dispendioso tratar um resíduo de alta resistência e baixo volume do que um resíduo diluído de grande volume. Por esse motivo, efluentes com alta demanda biológica de oxigênio (DBO), como sangue de frango ou carne, devem ser mantidos fora dos esgotos dos frigoríficos de aves e frigoríficos para reduzir a carga poluidora e retidos em recipientes para descarte separado em um depósito secundário. produtos ou usina de processamento.

Fluxos de resíduos com valores extremos de pH (acidez) devem ser cuidadosamente considerados devido ao seu efeito no tratamento biológico. A combinação de fluxos de resíduos ácidos e básicos pode resultar em neutralização e, quando possível, a cooperação com indústrias adjacentes pode ser muito benéfica.

A parte líquida dos resíduos do processamento de alimentos é normalmente peneirada ou separada após o assentamento, como uma etapa preliminar em qualquer processo de tratamento, para que esses resíduos possam ser descartados como lixo ou combinados com outros sólidos em um programa de recuperação de subprodutos.

O tratamento de águas residuais pode ser realizado por uma variedade de métodos físicos, químicos e biológicos. Como os processos secundários são mais caros, o uso máximo do tratamento primário é crítico na redução de cargas. O tratamento primário inclui processos como decantação ou sedimentação simples, filtração (simples, dupla e multimédia), floculação, flotação, troca iónica por centrifugação, osmose inversa, absorção de carbono e precipitação química. As instalações de decantação variam de simples lagoas de decantação a sofisticados clarificadores projetados especificamente para as características específicas do fluxo de resíduos.

O uso de tratamento secundário biológico para seguir o tratamento primário é frequentemente uma necessidade para atingir os padrões de efluentes de águas residuais. Como a maioria dos efluentes da indústria de alimentos e bebidas contém principalmente poluentes orgânicos biodegradáveis, os processos biológicos usados ​​como tratamento secundário buscam reduzir a DBO do fluxo de resíduos, misturando concentrações mais altas de organismos e oxigênio no fluxo de resíduos para fornecer rápida oxidação e estabilização do fluxo de resíduos. antes de serem devolvidas ao meio ambiente.

Técnicas e combinações de técnicas podem ser adaptadas para lidar com situações específicas de resíduos. Por exemplo, para resíduos lácteos, o tratamento anaeróbico para remover a maior parte da carga poluente, com pós-tratamento aeróbico para reduzir ainda mais a DBO residual e a demanda química de oxigênio (DQO) para valores baixos e remover os nutrientes biologicamente, provou ser eficaz. A mistura de biogás de metano (CH₄) e companhia₂ que é produzido a partir do tratamento anaeróbico pode ser captado e utilizado como alternativa aos combustíveis fósseis ou como fonte para geração de energia elétrica (normalmente 0.30 m³ biogás por kg de COD removido).

Outros métodos secundários amplamente utilizados incluem o processo de lodo ativado, filtros aeróbicos de gotejamento, irrigação por aspersão e o uso de uma variedade de tanques e lagoas. Incômodos de odor têm sido associados a lagoas de profundidade inadequada. Odores de processos anaeróbicos podem ser removidos pelo uso de filtros de solo que podem oxidar gases polares indesejáveis.

Controle de poluição do ar

A poluição do ar da indústria de alimentos geralmente gira em torno da questão de odores desagradáveis, em vez de emissões atmosféricas tóxicas, com algumas exceções. Por esse motivo, por exemplo, muitas cidades regulamentaram a localização de matadouros em seus códigos de saúde. O isolamento é uma maneira óbvia de reduzir as reclamações da comunidade sobre odores. No entanto, isso não remove o odor. Às vezes, medidas de controle de odor, como absorventes ou lavadores, podem ser necessárias.

Uma grande preocupação de saúde nas indústrias alimentícias são os vazamentos de gás amônia das unidades de refrigeração. A amônia é um irritante ocular e respiratório grave, e um grande vazamento no meio ambiente pode exigir a evacuação dos residentes locais. Um plano de controle de vazamentos e procedimentos de emergência são necessários.

Processos de alimentos que usam solventes (por exemplo, processamento de óleo comestível) podem emitir vapores de solvente na atmosfera. Sistemas fechados e reciclagem de solventes são o melhor método de controle. Indústrias como a de refino de cana-de-açúcar, que utilizam ácido sulfúrico e outros ácidos, podem liberar óxidos de enxofre e outros contaminantes na atmosfera. Controles como depuradores devem ser usados.

Gestão de resíduos sólidos

Os resíduos sólidos podem ser bastante consideráveis. A sobra de tomate para enlatamento, por exemplo, pode representar de 15 a 30% da quantidade total de produto processado; com ervilhas e milho, o desperdício é superior a 75%. Ao isolar os resíduos sólidos, a concentração de orgânicos solúveis nas águas residuais pode ser reduzida e os resíduos sólidos mais secos podem ser mais facilmente usados ​​como subprodutos ou fins de alimentação e como combustível.

A utilização de subprodutos do processo de forma a gerar renda reduzirá o custo total do tratamento de resíduos e, eventualmente, o custo do produto final. Resíduos sólidos devem ser avaliados como fontes de alimento para plantas e animais. Uma ênfase crescente tem sido dada ao desenvolvimento de mercados para subprodutos ou para o composto produzido pela conversão de resíduos orgânicos em um húmus inócuo. A Tabela 1 fornece exemplos de usos para subprodutos da indústria de alimentos.

Tabela 1. Exemplos de usos de subprodutos da indústria alimentícia

Fonte: Adaptado de Merlo e Rose 1992.

Reuso de Água e Redução de Efluentes

A ampla dependência da água pelas indústrias de processamento de alimentos encorajou o desenvolvimento de programas de conservação e reutilização, especialmente em locais de escassez de água. A reutilização da água de processo pode proporcionar reduções substanciais no consumo de água e na carga de resíduos, com reutilização em muitas aplicações de qualidade inferior que não requerem tratamento biológico. No entanto, qualquer potencial de fermentação anaeróbica de sólidos orgânicos deve ser evitado para que os produtos de decomposição corrosivos e odoríferos não afetem o equipamento, o ambiente de trabalho ou a qualidade do produto. O crescimento bacteriano pode ser controlado pela desinfecção e pela mudança de fatores ambientais, como pH e temperatura.

A Tabela 2 apresenta índices típicos de reúso de água. Fatores como a localização dos sprays, temperatura e pressão da água são fatores-chave que influenciam o volume de água necessário para as operações de processamento. Por exemplo, a água usada como meio de resfriamento para resfriar latas e para ar condicionado pode ser usada posteriormente para lavagem primária de vegetais e outros produtos. A mesma água mais tarde pode ser usada para despejar o material residual e, finalmente, uma parte dela pode ser usada para resfriar as cinzas na casa de força.

Tabela 2. Índices típicos de reutilização de água para diferentes subsetores da indústria

Técnicas de conservação de água e técnicas de prevenção de desperdício incluem o uso de sprays de alta pressão para limpeza, eliminação de transbordamento excessivo de tanques de lavagem e imersão, substituição de calhas de água por transportadores mecânicos, uso de válvulas de fechamento automático em mangueiras de água, separação de água de resfriamento de latas do fluxo de resíduos compostos e recirculação de água de resfriamento de latas.

Cargas de poluição em plantas de processamento podem ser reduzidas por meio de métodos de processamento modificados. Por exemplo, a maior parte da carga poluente gerada pelo processamento de frutas e vegetais tem origem nas operações de descascamento e branqueamento. Ao mudar do branqueamento convencional com água ou vapor para um processo de branqueamento com gás quente, as cargas de poluição podem ser reduzidas em até 99.9%. Da mesma forma, o peeling cáustico seco pode reduzir a DBO em mais de 90% em comparação com os processos convencionais de peeling.

Conservação de Energia

As necessidades de energia aumentaram com o aumento da sofisticação da indústria de alimentos. A energia é necessária para uma ampla variedade de equipamentos, como fornos a gás; secadores; caldeiras a vapor; motores elétricos; unidades de refrigeração; e sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado.

Como o custo da energia aumentou, tem havido uma tendência de instalar equipamentos de recuperação de calor para economizar energia e investigar a viabilidade de fontes alternativas de energia em várias situações de processamento de alimentos, como processamento de queijo, desidratação de alimentos e aquecimento de água. Conservação de energia, minimização de resíduos e conservação de água são estratégias de apoio mútuo.

Problemas de saúde do consumidor

A crescente separação do consumidor do setor de produção de alimentos que acompanhou a urbanização em todo o mundo resultou na perda dos meios tradicionais utilizados pelo consumidor para garantir a qualidade e a segurança dos alimentos, tornando o consumidor dependente de uma alimentação funcional e responsável. indústria de processamento. O aumento da dependência do processamento de alimentos criou a possibilidade de exposição a alimentos contaminados com patógenos de uma única instalação de produção. Para fornecer proteção contra esta ameaça, estruturas regulatórias extensas foram estabelecidas, especialmente nos países industrializados, para proteger a saúde pública e regular o uso de aditivos e outros produtos químicos. A harmonização de regulamentos e padrões além das fronteiras está surgindo como uma questão para garantir o livre fluxo de alimentos entre todos os países do mundo.

Tratamento de efluentes da indústria de laticínios

A indústria de laticínios é composta por um grande número de fábricas relativamente pequenas que fornecem produtos como leite, queijo, requeijão, creme azedo, sorvete, soro de leite sólido e lactose.

A indústria de laticínios há muito tempo defende o tratamento biológico aeróbico de águas residuais. Muitas fábricas de laticínios investiram pesadamente em sistemas de lodo ativado, biotorre, reator de lote de sequenciamento e tratamento de embalagens. O interesse na conservação de água e energia levou muitas instalações leiteiras a reduzir o consumo de água. Esta tendência, com a presença de fluxos de águas residuais normalmente de alta resistência em fábricas de laticínios, resultou no projeto e construção de numerosos sistemas anaeróbicos de tratamento de águas residuais.

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