Gestão de Resíduos Agro-Alimentares - Paulo Figueiredo · Regras ambientais apertadas...
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Paulo Figueiredo 2005/2006
Gestão de ResíduosAgro-Alimentares
Gestão de Resíduos Agro-Alimentares PF 05/06
Agricultura e indústria agro-alimentar produzem vários tipos de resíduos
Sólidos
Aquosos
Subprodutos valorizáveis
Poluentes
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Conversão de matéria prima agrícola em alimentos pode ser prejudicial para o ambiente
Problemas na qualidade do ar e da água
Produção de produtos secundários tóxicos
Problema principal
grande quantidade de resíduos sólidos e líquidos
geralmente de origem biológica e capazes de poluir o solo e os cursos de água se não forem correctamente tratados
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Indústrias de processamento de vegetais e de bebidas alcoólicasusam grandes quantidades de água, a qual fica contaminada
com sub-produtos
Fabrico de queijo produz grandes quantidades de soro poluente
Limpeza e higienização do equipamento das indústrias lácteasgera grandes volumes de águas residuais, as quais têm queser tratadas antes de serem despejadas
principal subproduto é o soro, que pode ser processado paratransformação em proteína comestível ou lactose
Indústrias de transformação de carne e pescado geramsobretudo águas residuais e partes não comestíveis dos animais e pescado
Indústrias de frutos e vegetais produzem, como resíduos, partesnão comestíveis
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Ciclo da água
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Contaminação afecta o custo e a dificuldade de lidar com águasresiduais
afecta o custo total dos alimentos
Regras ambientais apertadas relativamente à descarga de águaspoluídas
fábricas de alimentos obrigadas a tratar a água contaminadaantes de a despejar em lagos, rios ou no mar
alternativamente enviar as águas poluídas a ETARs municipais
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Produtos anteriormente considerados resíduos são actualmenteconvertidos em sub-produtos úteis
descartados mais economicamente
Gestão de resíduos passou a ser um factor determinante naescolha de processos de transformação de alimentos
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Águas residuais da indústria alimentar podem conter umavariedade de materiais
restos de carne e ossos
excreções e vísceras de peixe e animais
resíduos de sangue e leite
polpas e “peles” de vegetais
restos de café
resíduos de destilarias
solos
detergentes
composição e capacidade contaminante variam bastante
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Efluentes alimentares classificados de acordo com a natureza das suas impurezas e potencial poluente
determinam os métodos de tratamento mais adequados
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Conveniente classificar efluentes de acordo com a natureza das suas impurezas
física
química
biológica
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física
materiais encontrados em efluentes alimentares variam em
tamanho
de sólidos que flutuam ou não até suspensões coloidais e mesmo substâncias dissolvidas
também podem existir líquidos insolúveis como óleos ousolventes
geralmente as matérias mais volumosas devem ser removidas e tratadas separadamente, antes de o efluente ser tratado
despejo em rios ou lagos é proíbido
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impurezas em suspensão ou dissolvidas podem ser
demasiado poluentes para passarem a uma ETAR ouserem despejadas em rios ou lagos
terão de ser processadas na própria indústria alimentar
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química
impurezas em suspensão ou dissolvidas podem ser de natureza
orgânica ou inorgânica
impurezas orgânicas diferenciadas segundo a razão do seuteor em compostos azotados sobre a de carbohidratos
resíduos de carnes e pescado têm os mais elevadosquocientes
maioria dos vegetais são intermédios e frutos têm osmenores
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segundo esta razão (N/CH), os produtos finais de
degradação microbiana destes resíduos varia
resíduos ricos em azoto estimulam crescimento microbiano, estimulando o processo de decomposição quer emETAR, quer em cursos de água
resíduos pobres em azoto necessitam de ser suplementadospara poderem ser tratados nestas instalações
resíduos com valores de pH demasiado altos ou baixospodem ser prejudiciais para a vida aquática ou para osmicrorganismos das ETAR, se não foremsuficientemente diluídos
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estes resíduos são habitualmente neutralizados na própria
indústria alimentar
odores dos resíduos por vezes demasiado intensosrequerem tratamento adicional
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biológica
maioria dos resíduos são orgânicos
sofrem degradação biológica
levada a cabo essencialmente por microrganismosaeróbicos
oxidam hidratos de carbono e outras moléculas a CO2 e H2O
oxidam resíduos azotados a nitratos
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se estas oxidações não forem completas, ficam produtos
intermédios (alcoóis, ácidos, aminas e amónia) naságuas tratadas
maioria destes compostos tem mau cheiro e podem ser tóxicos para plantas e animais aquáticos e serão maisdegradados pela própria natureza
quando isto acontece em rios e lagos, provoca a morte de peixes devido ao consumo de O2
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Carência Bioquímica de Oxigénio (CBO)águas que contêm resíduos orgânicos consomem O2 durante a
decomposição microbianaquanto maior o teor de contaminantes orgânicos, maior a
necessidade de O2 para consumir os compostos orgânicosa quantidade de O2 necessária é denominada carência
bioquímica de oxigénio
medida da quantidade de resíduos orgânicos dissolvidos naágua
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quando a CBO dos resíduos descarregados numa correntede água é excessiva, o consumo de O2 dessa corrente de
água provoca
sufocação dos peixesmorte dos seus alimentosalteração geral do ecosistema
quanto maiores os valores de CBO, mais caros e difíceis sãoos processos de tratamento dos resíduos
cada massa de água tem capacidades máximas de despejopermitidas, referidas ao valor de CBO
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Poluição da águaEntre os poluentes da água contam-se os pesticidas (insecticidas
e herbicidas) provenientes de terrenos agrícolasCompreensão das fontes, interacções e efeitos dos poluentes da
água é essencial para o seu controlo de modo ambiental e economicamente seguro
Poluentes da água podem ser divididos em categorias
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Poluente Impacto
Elementos vestigiais Saúde, vida aquática, toxicidade
Metais pesados Saúde, vida aquática, toxicidade
Compostos organo-metálicos Transporte de metais
Radionuclídeo Toxicidade
Poluentes inorgânicos vida aquática, toxicidade
Amianto Saúde humana
Nutrientes das algas Eutrofização
Excessos de acidez, basicidade, salinidade Qualidade da água, vida aquática
Poluentes orgânicos vestigiais Toxicidade
Bifenilos policlorados (PCBs) Possíveis efeitos biológicos
Pesticidas Toxicidade, vida aquática, vida selvagem
Resíduos de petróleo Vida selvagem, estética
Esgotos, dejectos humanos e animais Qualidade da água, níveis de oxigénio
Carência bioquímica de oxigénio (CBO) Qualidade da água, níveis de oxigénio
Patogénicos Efeitos na saúde
Detergentes Eutrofização, vida selvagem, estética
Carcinogénicos químicos Cancro
Sedimentos Qualidade da água, vida aquática, vida selvagem
Gosto, cheiro e cor Estética
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alguns dos elementos vestigiais são nutrientes necessáriospara a vida animal e vegetal, sendo alguns essenciais em
baixas concentrações, mas tóxicos a elevadas
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Elementos vestigiais em águas naturais
Elemento Fontes Efeito e impacto
Arsénio Subproduto mineiro, resíduos químicos Tóxico, possível carcinogénico
Berílio Carvão, resíduos industriais Tóxico
Boro Carvão, detergentes, resíduos Tóxico
Crómio Metalização Essencial como Cr3+, tóxico como Cr6+
Cobre Metalização, minas, resíduos industriaisElemento essencial, tóxico para plantas e algas em concentrações elevadas
FluoretoFontes geológicas naturais, resíduos, aditivo da água
Tóxico em concentrações elevadas
IodetoResíduos industriais, salmouras, intrusão de águas salgadas
Prevenção do bócio
FerroResíduos industriais, corrosão, águas ácidas das minas, acção microbiana
Nutriente essencial, provoca ferrugem
Chumbo Resíduos industriais, minas, combustíveis Tóxico, prejudicial à vida selvagem
ManganêsResíduos industriais, águas ácidas das minas, acção microbiana
Tóxico para as plantas, provoca ferrugem
Mercúrio Resíduos industriais, minas, carvão Tóxico utilizado por bactérias anaeróbicas
Molibdénio Resíduos industriais, fontes naturais Essencial às plantas, tóxico para os animais
Selénio Fontes naturais, carvãoEssencial em baixas concentrações, tóxico em elevadas
ZincoResíduos industriais, metalização, canalizações
Elemento essencial, tóxico para as plantas em concentrações elevadas
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alguns metais pesados estão entre os maiores poluentesparticularmente preocupantes devido à sua toxicidade para o ser humanoem geral, pertencem aos metais de transição
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incluem elementos essenciais como o ferro e tóxicos como o cádmio e o mercúrio
muitos têm grande afinidade para o enxofre e perturbam as funções das enzimas formam ligações com os grupossulfurados destas
grupos ácido carboxílico e amina das proteínas também se podem ligar a metais pesados
cádmio, cobre, chumbo e mercúrio ligam-se às membranascelulares, impedindo os processos de transporte trans-membranares
podem provocar a precipitação de compostos fosfatados oucatalisar a sua decomposição
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metalóides também são poluentes importantes da água. arsénico, selénio e antimónio
alguns dos poluentes inorgânicos são: bases cloradas, ácidofluorídrico, dicromato de sódio, fluoreto de alumínio, pigmentos de crómio, sulfato de cobre, sulfato de níquel, bissulfato de sódio, hidrossulfato de sódio, bissulfito de sódio, dióxido de titânio, e cianeto de hidrogénio
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Eutrofização – excessivo crescimento de algas em lagos oureservatórios
entrada de nutrientes para as plantas, provenientes de cheiasou efluentesmassa de água rica em nutrientes produz uma grandequantidade de biomassa vegetal por fotossíntese, juntamente com alguma biomassa animalbiomassa morta acumula-se no fundo
decompõe-se parcialmente, reciclando CO2, fósforo, azoto e potássio
em lagos pouco profundos, começam a crescer plantasenraizadas no fundo, acelerando a acumulação de material
sólidopode vir a formar-se um pântano, o qual encherá produzindo
um prado ou floresta
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actividade humana pode acelerar o processomaioria dos elementos químicos necessários ao crescimento
das plantas estão presentes em níveis mais quesuficientes nos lagos e reservatórios
H2 e O2 provêm da própria águacarbono provém do CO2 atmosférico ou da vegetação em
decomposiçãosulfato, magnésio e cálcio estão normalmente presentes em
abundância nos estratos minerais em contacto com a água
micronutrientes limitantes mais prováveis (azoto, fósforo e potássio) estão presentes nos efluentes e em
escoamentos de campos fortemente fertilizadostambém em vários efluentes industriais ou em fontes
naturais
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Irrigação e agricultura intensiva arrastam sais (sulfatos de sódio, cálcio e magnésio) para depressões de terrenos agrícolas
água evaporaárea fica sobrecarregada de sais
não permite crescimento de plantascom o tempo, as áreas aumentam, destruindo as terrasagrícolas
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curso de água não poluido e bem arejado tem muito pouco
material oxidável
nível de O2 elevado
população bacteriana baixa
adição de poluentes oxidáveis
nível de O2 baixa, pois o rearejamento não acompanha o consumo
de O2
população bacteriana aumenta até que o poluente é consumido
população bacteriana baixa, aumentando o nível de O2 dissolvido
até voltar às condições iniciais
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Pesticidasinsecticidas e fungicidas
pesticidas mais importantes nos alimentos, no que respeita à exposição humana, pois são aplicados pouco antes oumesmo depois das colheitas
em termos quantitativos, o principal grupo de pesticidasagrícolas é o dos herbicidasfabrico de pesticidas organoclorados gera subprodutos quepodem acabar como poluentes da águamais conhecidos são as dioxinastodos estes pesticidas podem entrar nas massas de água
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Tratamentos de águas residuais
Tratamentos primários de águas residuais
partículas grandes geralmente removidas na fábrica utilizandopeneiras vibratórias
partículas mais pequenas removidas por filtração oucentrifugação
partículas muito pequenas deixadas a precipitar ou sobrenadarem grandes tanques
colóides coagulados ou floculados
tratamentos primários podem remover cerca de 40% da CBO de um efluente e até 75% dos sólidos totais
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Tratamentos secundários de águas residuais
utilização de filtros biológicos, tanques de lamas activadas e
vários tipos de lagoas
podem ser precedidos por digestores anaeróbicos
feitos nas grandes indústrias ou em instalações municipais
filtros biológicos juntam efluentes e bactérias sob condições
fortemente aeróbicas
tipicamente, consistem num leito de pedras esmagadas ou outro
material com elevada área em contacto com o ar ou através
da qual o ar passa
o efluente que passa por este material rapidamente dá origem a
um crescimento de microrganismos aeróbicos à volta das
rochas
este sistema pode reduzir a CBO em 90 -95 %
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tanques de lamas activadas são tanques fortemente arejados
ar é borbulhado através da água
rapidamente desenvolvem crescimento microbiano floculantee aeróbico, continuamente alimentado pelo efluente quevai entrando
quando os resíduos são deficientes em azoto ou fósforo, estes podem ser adicionados
um tempo de residência de várias horas pode reduzirsignificativamente a CBO
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digestores anaeróbicos utilizam flora microbiana anaeróbicapara converter resíduos em CO2, CH4, ou outros
compostos orgânicos
metano pode ser recuperado para ser usado comocombustível
resíduos resultantes conduzidos a filtros biológicos outanques de lamas activadas
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efluentes provenientes dos filtros biológicos e dos tanques de lamas activadas são frequentemente bombeados para
lagos ou lagoas baixas
mantêm aerobiose
dão continuidade à diminuição da CBO por via microbiana
dão continuidade à precipitação de restos de sólidos
água proveniente destas lagoas ou lagos tem CBO suficientemente baixa
permite despejo em lagos ou riospermite uso em irrigação
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Tratamento de efluentes da indústria alimentar
Poluentes nas águas residuais:
material orgânico biodegradável (medido como carênciabioquímica de oxigénio CBO)
azoto sob várias formas
fósforo
cloretos
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poluentes têm que ser removidos por processos biológicos ou
convertidos para formas não poluentes
muitas indústrias alimentares descarregam os seus efluentespara tratamento em instalações públicas, outras possuemsistemas próprios
fábricas que trabalham sobretudo no Verão (processamento de vegetais) descarregam os seus efluentes para terras, ondeservem de nutrientes para as plantas
método, tal como as descargas para rios e lagos, limitado e regulamentado
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resíduos biodegradáveis podem ser removidos por sistemas de
tratamento de efluentes convencionais com um módulo de arejamento e sedimentção
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compostos azotados podem ser removidos ou convertidos em
compostos menos poluentes pelo mesmo processo
custo do tratamento é proporcional à quantidade de CBO a remover
equipamento de transformação de alimentos deve ser desenhado e operado de modo que resíduos como os de soro ou sangue sejam recolhidos antes de se misturaremcom as águas residuais resultantes do processamento
boas práticas incluem:
minimização de derrames acidentais
despejar completamente o equipamento de transformação e armazenamento, antes de o lavar
aspirar resíduos do chão e não lavá-los
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fósforo é componente de muitos alimentos, bem como de
produtos de limpeza industrial (ác. fosfórico, por exemplo)
boas práticas incluem:
minimização de produto despejado pelo cano
escolha de substituto para os produtos de limpezafosfatados
verificação da composição dos materiais para minimizar a perca daqueles com fósforo
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iões cloreto em concentrações elevadas podem ser tóxicos para
a vida aquática
uma das suas fontes principais é o efluente resultante da salgacom NaCl
iões cloreto não podem ser removidos por tratamentosconvencionais
prevenção deste tipo de poluição inclui aplicação precisa do sal
minimização dos derrames
reutilização das salmouras (filtradas e esterilizadastermicamente)
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na indústria alimentar, grandes quantidades de cloreto
resultam da lavagem de amaciadores da água com NaCl
prevenção da poluição
planear as canalizações de modo a que apenas a água quenecessita remoção dos iões cálcio e magnésio passeatravés do amaciador
amaciador deve ser regenerado apenas quandocompletamente carregado com iões Ca ou Mg e não a intervalos regulares
processo de regeneração pode ser optimizado por ajuste daconcentração de sal e do volume da água, para o
estritamente necessário ao preenchimento dos sítiosiónicos com sódio
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Compostagem vs. Digestão Anaeróbica
compostagem:
decomposição controlada da matéria orgânica
produz material estabilizado e higienizado que pode ser utilizado na agricultura
inactivação de patogénicos do material é a principal razãopara a compostagem, quando o destino é o uso agrícola
maioria dos patogénicos destruída durante a fase de aquecimento
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valor do composto
aumenta a capacidade de retenção de água pelo solo
torna as plantas mais resistentes a patogénicos
possível enriquecer o composto com antagonistas, na alturaem que o composto está mais susceptível a essacolonização
adição de composto ao solo provoca uma abstracção de carbono, diminuindo o efeito de estufa
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digestão anaeróbica:
bactérias fotossintéticas produzem H2 a partir de váriosácidos orgânicos e resíduos da indústria alimentar e daagricultura
consegue-se optimizar a conversão de substratos em H2
combinando a fotofermentação com a fermentação àsescuras
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digestão anaeróbica efectuada por 3 tipos diferentes de
microrganismos:
bactérias com capacidade hidrolítica – degradammacromoléculas (sobretudo celulose), usando enzimasextracelulares, que produzem compostos intermediários
bactérias acetogénicas – usam hidratos de carbonoproduzidos para produzir ácidos orgânicos (acético, succínico, fórmico, propiónico) e CO2
bactérias metanogénicas – Archea, produzem metano a partir de acetato, hidrogénio e CO2
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Compostagem vs. Digestão Anaeróbica
problemas da compostagem:
presença de vidro, plástico, metais pesados, PCBs, dioxinas
emissão de cheiros pelas instalações de compostagem
microrganismos no ar de exaustão
controlo do processo
tipos de processos de compostagem:práticas que facilitam uma gestão optimizada do ecosistema
microbianopráticas que não o fazem
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oxigénio e temperatura são os principais parâmetros de
controlo do processo e podem ser controlados segundo:
modo automático – evolução do oxigénio e temperaturacontinuamente controlados
pode iniciar-se o arejamento em alturas pré-determinadas
modo manual – leituras de oxigénio e temperaturaperiodicamente feitas para ir ajustando os seus níveis
condições iniciais – níveis de oxigénio e/ou temperaturaregulados numa gama larga por ajuste, no início do processo, do arejamento ou tamanho do monte
condições por defeito – não há controlo deliberado do
processo (auto-aquecimento “controla” o processo)
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compostagem pode ser feita em aberto (material em contacto
com o ar circundante) ou estar num contentor, apenas emcontacto com o espaço de cabeça do reactor
qualquer dos sistemas pode estar contido num edifício
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sistemas de digestão anaeróbica podem ser divididos em:
alto teor de sólidos (20 – 40 % de matéria seca)
pode funcionar em contínuo ou em descontínuo
baixo teor de sólidos (menos de 20 %, em geral 3 – 15 %)
geralmente operado de forma contínua, para aumentar a estabilidade do processo
aplicado sobretudo a resíduos líquidos
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processos de digestão podem funcionar em 1 ou 2 passos:
metanogénese dá-se no mesmo reactor que a hidrólise e a acidificação
metanogénese dá-se num reactor separado
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Compostagem vs. Digestão Anaeróbica
ambos os processos podem ser aplicados a qualquer resíduoorgânico, desde que se tenham em atenção algunsaspectos físicos e químicos do material de partida
compostagem funciona melhor para resíduos lenhosos
digestão anaeróbica não depende tanto da estrutura do material
compostagem leva vantagem no tratamento de resíduos in situ(quintas, quintais, ...)
ambos os processos facilitam os ciclos do carbono e de outrosnutrientes
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Compostagem vs. Digestão Anaeróbica
compostagem pode resultar num produto mais maturo
produtos da digestão menos estabilizados e higienizados
requerem posterior tratamento aeróbico
conservam o teor de azoto e têm valor mais elevado comofertilizantes
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Compostagem vs. Digestão Anaeróbica
digestão anaeróbica pode recuperar tanto energia comomaterial
digestão anaeróbica liberta poucos odores (dá-se emcontentores fechados)
produz gases com mau cheiro (CH4 e CO2)
compostagem produz mais odores
custo da digestão anaeróbica mais elevado que a compostagem, na Europa
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Biorreactores de membrana
integração de tecnologia de membranas com bioprocessos num único aparelho
combinação das vantagens da separação por membranas com reacções biológicas para o tratamento de águas poluídas, resultou no desenvolvimento de 3 bioprocessosmembranares:
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biorreactores com membranas baseadas na diferença de
pressão
barreiras micro/ultra porosas que promovem o aumento dabiomassa, evitando a contaminação da água tratada com células microbianas
biorreactores com membranas para transferência de gases
usados para remediação da água in situ
separam compostos orgânicos não completamentedegradados e outros compostos de baixa massamolecular
biorreactores com membranas de permuta iónica
altamente selectivos, usados para evitar poluiçãosecundária da água tratada
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Boas práticas de gestão para resíduos da indústria alimentar
uso como matéria prima para fabricar alimentos
uso de soro de leite (90% do volume original de leite)
transformado em suplemento proteico seco, através de tecnologia de membranas
soro restante tem elevado teor em lactose
pode ser usado na panificação, alimentos infantis e fármacos
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uso como alimento para animais
resíduos de transformação de vegetais usados directamentecomo alimento para animais
OU
armazenados num monte denso
impedir a entrada de O2
inicia-se um processo fermentativo
transforma resíduos em rações para uso no Inverno
resíduos da indústria de transformação de carnes usadospara alimentação de mascotes
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uso como adubo
maioria dos resíduos da indústria alimentar são ricos emazoto, fósforo, potássio e outros nutrientes agrícolas
em muito casos, podem ser directamente espalhados naterra
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compostagem
resíduos sólidos que podem servir de fertilizantes tambémpodem ser compostados
compostagem aumenta a qualidade do fertilizante
compostagem permite o seu transporte para zonas maisdistantes se necessário
permite a utilização de outros efluentes, tais como os darestauração e de supermercados, permitindo a produçãode composto para mercados específicos
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transporte para aterros sanitários
opção de último recurso, a usar apenas se não houver outrahipótese
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Tratamento e melhoria de resíduos sólidos
Em condições económicas favoráveis
maioria dos resíduos da indústria alimentar pode ser processada ou alterada para materiais mais valiosos e úteis
películas, polpas e sementes de frutos e legumes podem ser comprimidas para remoção de água
convertidas em composto para fertilização
convertidas em alimento para animais
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cascas de cacau vendidas como ornamentos caros
restos de café moído usados na preparação de courts de tenis, depois de secos
sangue seco ou em aerosol usado como suplementoalimentar
partes de pescado não consumidas são trituradas e desidratadas para produzir rações animais
líquido resultante pode ser concentrado e desidratado paraproduzir proteínas de elevada qualidade, para consumohumano
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penas das galinhas, depois de higienizadas, servem para
encher almofadas
peles dos animais produzem gelatina comestívelcaroços de amêndoas podem ser queimados para produzir
energia suficiente para o funcionamento das fábricasque as processam
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resíduos das indústrias lácteas como soro e leitelho têm
vários aproveitamentos
soro seco tem geralmente elevada acidez e só pode ser consumido pelo gado em pequenas quantidades
neutralizado com bases, produz grandes quantidades de salsais e ácido podem ser removidos, mas com elevados
custossoros têm elevado teor de lactosetecnologia de membranas (incluindo osmose reversa e
ultra-filtração) possibilita remoção económica de sal e obtenção de lactose e proteína
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uma das mais recentes aplicações de soro é a fermentação
da sua lactose para produzir álcool, que pode ser misturado com gasolina para uso como combustível
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materiais que não podem ser melhorados, ainda podem ter
algum valor
folhas de milho, cascas de nozes, gorduras contaminadas, etc.
queimadas para produzir vapor que será usado nasindústrias alimentares
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outros possíveis usos de resíduos menos valiosos
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Métodos para diminuir volumes de efluentes das indústriasalimentares
Reutilização de água em operações que exijam uma mais baixaqualidade
Descascar frutos e legumes usando NaOH concentrado e forte agitação em lugar de NaOH diluído
deste modo também a CBO da água baixa para cerca de 30%
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Substituir branqueamento convencional de vegetais por um método que expõe os vegetais, cortados em cubos, a vapor
durante 30 seg seguido por um período de 60 seg ou maispara equilíbrio térmico e inactivação enzimática
vegetais branqueados podem de seguida ser arrefecidos com ar frio
usada menos água
dissolvidos menos sólidos
reduz CBO
textura do vegetal parece melhorar
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Processamento de azeitonas produz grandes quantidades de salmoura, com cerca de 8% de sal. Sal pode ser recuperado
para reutilização
evaporação para cristalizar o sal
fracção cristalizada contém cerca de 6% de matéria orgânicaque necessita de ser eliminada, para que o sal possa ser reutilizado
eliminação faz-se por incineração, o que deixa apenas traçosde carvão
depois de descontaminado, o sal pode ser armazenado parauso, quando será dissovido, o seu pH ajustado e filtradopara remover o carvão
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O processamento do tomate pode ser feito quase integralmente em unidades móveis, no campo
resíduos serão separados no campo, onde poderão ser usados como fertilizante
águas de lavagem podem ser usadas para irrigação
Unidades de processamento de pescado no mar, permitem a rejeição dos resíduos no mar
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Instrumentos de controlo da poluição
Desde início dos 1970s começaram a ser usados instrumentos
económicos para controlo da poluição
grande evolução até actualidade
principais instrumentos actuais:
multas
impostos ambientais
sistemas de permuta de autorizações
devolução de depósitos
taxas de incumprimento
títulos de performance
pagamento de danos
subsídios à protecção ambiental
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Boa parte dos países da OCDE usa estes instrumentos
parte ou totalidade
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maioria dos impostos cobrados sobre energia e transportes
taxas sobre gestão de resíduos também comum
maioria dos países também tem instrumentos económicosrelacionados com a gestão de resíduos naturais
taxas e subsídios
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Alguns exemplos
taxa sobre emissões de NOx na Suécia
centrais produtoras de energia pagam taxa (40 SEK/kg NOx)
taxa redistribuída pelos emissores proporcionalmente à suaquota de produção de energia total
balanço total para o sector é nulo
cada central incentivada a minimizar emissões por unidadede energia produzida, de modo a maximizar a “fatia” querecebem
entre 1990 e 1992 houve uma redução de 50% nas emissões
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Alguns exemplos
reforma francesa de 1998
fundir diversas taxas numa única Taxa Geral sobreActividades Poluentes
poluição do ar, resíduos e ruído da aviação
anteriormente cobradas e geridas por umaAgência do ambiente e energia
actualmente revertem para o Orçamento do Estado
parte do Orçamento distribuído à Agência
segue-se inclusão das taxas sobre as águas
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Alguns exemplos
Na década de 1970, no Japão, lei institui que o poluidor tem que compensar indivíduos que sofrem danos físicos causadospor poluição
pessoas com asma e outras doenças respiratórias, emdeterminadas áreas, consideradas vítimas de poluição do ar e compensadas, sem necessidade de procedimentojudicial e sem necessidade de estabelecer a causa
em 1988 sistema reformado
novos doentes deixam de ter direito a compensações
impossibilidade de estabelecer relaçãocausa/efeito
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Taxas cobradas em países da OCDE
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maioria das taxas cobradas por ministérios das finanças
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Eficácia das medidas
complexo, por vezes impossível
maioria dos instrumeentos económicos usados em conjuntocom outras medidas políticas
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Eficácia das medidas
critérios de avaliação:
eficácia ambiental
eficácia económica
custos administrativos e de aplicação
receitas
efeitos económico alargados
competitividade, …
efeitos dinâmicos
inovação
aumento de capcidade, tomada de consciência
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Eficácia das medidas
deveria ser avaliada através de um modelo que comparasse o estado do ambiente numa situação em que determinadoinstrumento estivesse a ser aplicado com outra em que não
difícil na maioria dos casos
não possível noutros
relatório da OCDE conclui que avaliação da eficácia é positiva
dados limitados
falta análise mais aprofundada
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Exemplos de aplicação
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Efluentes de conservas de peixe - Galiza
Fábricas de conservas de peixe produzem diferentes efluentes,
que habitualmente são tratados em conjunto
Características do efluente final dependem da contribuiçãorelativa de cada parcial (do tipo de pescado)
Principais problemas ambientais ligados à indústria conserveira:
efluentes
emissões para a atmosfera
resíduos sólidos (semelhantes aos urbanos)
resíduos inertes
resíduos perigosos
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Principais emissões atmosféricas são devidas ao uso de combustível para produzir vapor
Também existem emissões devidas à presença de sulfito de hidrogénio e trimetilamina
Cerca de 50% da matéria prima convertidos em resíduos sólidos
outros resíduos sólidos provêm dos primeiros passos do tratamento de efluentes
pedaços de cartão, madeira e plástico também contribuem
Latas deterioradas são únicos resíduos inertes produzidos
Poucos resíduos perigosos produzidos
tintas para marcação, óleos de lubrificação
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Efluentes têm grande carga orgânica (proteínas e gorduras) e altos teores salinos (Na+, Cl-, SO4
2-) originados no próprio
pescado e na água do mar usada no processo
amónia gerada é um problema, se for usada digestãoanaeróbica para remover matéria orgânica
Variabilidade dos efluentes e seus fluxos torna difícil desenho de uma estação de tratamento comum para todos eles
Frequentes mudanças de matéria-prima e existência de períodosde inactividade
necessidade de reiniciar periodicamente as estações de tratamento de efluentes
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Efluentes tratados por sistemas de flotação
sistemas que separam a matéria flutuante
produzem um efluente líquido com baixo teor em gorduras, óleos e sólidos
gestão da matéria flutuante é difícil, embora seja rica em óleo
pode ser separado
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efluente proveniente do sistema de flotação dividido em 4 fracções
35% óleo – baixo teor de sólidos
30% sólidos finos
20% água
15% sólidos densos
fracção sólida possui elevada concentração de matériaorgânica, podendo ser usada para produzir rações
óleo tem elevados teores de carbono e hidrogénio e elevado valor calórico, podendo ser usado para gerarvapor
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Efluente de cozedura sujeito a evaporação, obtendo-se um condensado e um concentrado
condensado
baixo teor em sólidos suspensos e elevado teor em matériaorgânica
pH elevado, devido à volatilização de compostos básicos
pode ser descarregado directamente ou após correcção de pH
pode mesmo ser empregue para limpezas na fábrica
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concentrado proteico
usado para alimentar animais, os quais mostraram maior
ganho de peso
maior consumo de água devido ao elevado teor de sais do concentrado, sendo também maior a excreção de urina
boa qualidade proteica
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por ser originado em pescado, este concentrado proteico fornecesais minerais e microelementos não existentes noutras fontes
tradicionais
considerada a melhor fonte de ácidos gordos w-3
Clean Techn Environ Policy, 5 (2003) 289
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Efluentes do processamento do tomate
Durante processamento de tomate, 40% do tomate fresco é
resíduo (~3x106 ton)
usados como alimento animal de baixo valor
excelente fonte de nutrientes
carotinóides
proteínas
açúcares
fibras
ceras e óleos (75 % de ácidos gordos insaturados)
aplicação potencial em diversos alimentos, sobretudoalimentos funcionais
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Efluentes do processamento do tomate
reduzir quantidade de resíduo e purificar substâncias que
possam ser usadas como aditivos alimentares ou nasindústrias cosmética e farmacêutica
extracção com água e CO2 supercrítico
purificação por cromatografia de afinidade
produtos livres de solventes e pesticidas
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compostos a purificar:
licopeno
carotenóide responsável pela cor vermelhaintensa. Lipossolúvel. Precursor da VitaminaA. Auxilia o sistema imunitário. Forte antioxidante
pectinasterase
enzima capaz de desmetoxilar pectinas. Interacção de grupos carboxílicos com iõescálcio dos tecidos, produzindo pectatos de cálcio, o que resulta numa estrutura maisfirme
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poligalacturonase
enzima capaz de degradar a pectina. Responsável pela solubilização e degradaçãoda pectina durante a maturação dos frutos.
enzima purificada destina-se a processosindustriais de descasque, evitando a utilização de temperaturas elevadas e baixando os custos relativamente aosprocessos que utilizam vapor
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compostos a purificar:
óleo de semente de tomate
15 – 25 % lípidos totais nas sementes de tomate. 75 – 80 % dos ácidos gordos sãoinsaturados (53 % poliinsaturados e 23 % monoinsaturados). Ácidos gordos saturadosaumentam o nível de LDL, enquanto que ospoliinsaturados o diminuem ao mesmotempo que aumentam o nível de HDL
posível aplicação na cosmética
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fibras de tomate
subproduto do processo de extracção, algumashidrossolúveis outras não. Aplicáveis comoaditivos em alimentos dietéticos
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Subprodutos do processamento de lacticínios
Leitelho condensado
leitelho é subproduto do fabrico de manteiga
pode sofrer evaporação ou ser misturado com leite desnatadoe desidratado para produzir leite desnatado em pó
Soro condensadosoro recuperado do fabrico de queijo sofre evaporação
Soro em pódepois da evaporação, submetido a desidratação
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Concentrado de proteína de soro (WPC)
clarificação
pasteurização
arrefecimento
estabilização de fosfato de cálcio
ultrafiltraçãoremoção de lactose, sais minerais, vitaminas, azoto não
proteicoproduto retido (WPC) pasteurizado, evaporado e seco poratomização
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Produtos fermentados
Leitelho
ingrediente na indústria de panificação
consumido simples
Leite acidófilo
Nata ácida
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Alimentação alternativa
Uso de partes desprezadas de alimentos (farelo de trigo e arroz,
folha de mandioca, sobras de vegetais e casca de ovo) comosuplemento alimentar em dietas para recuperação de desnutridos graves e na dieta normal de creches
Requisitos a preencher:
maior número possível de alimentos usado em cada refeição
todas as partes possíveis do alimento devem ser aproveitadas, sem desperdício
preferência a alimentos disponíveis segundo região e época e aos de menor custo
alto conteúdo de micronutrientes nesses alimentos deve prover
um suplemento importante para a saúde
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Contras:
farelo de arroz é potencial fonte de proteínas, alguns
elementos minerais (Zn, Cu, Fe e Mn) e particularmente fibrasalimentares
elevado conteúdo de ácido fítico (antinutriente) comprometea biodisponibilidade dos minerais presentes no farelo de arroz
Zn é o elemento cuja biodisponibilidade seria mais afectada no farelo de arroz, pelo alto conteúdo de ácido fítico (6%)
necessidade de adicionar minerais a uma dieta de farelo de arroz para melhorar as suas propriedades nutricionais podeinvalidar as propostas de utilizar este subproduto como
fonte de minerais
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condições de obtenção do farelo de arroz levam a elevadacontaminação por fungos toxicogénicos (aflatoxina)
farinha de mandioca tem alto teor de glicosídeos cianogénicos
difícil eliminação e alto potencial tóxico para quem o consome
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Mas...
cereais e leguminosas amplamente consumidos contêm
elevados teores de fitatos e polifenóis, além de fibras quepoderiam inibir a bioutilização de certos minerais comocálcio e zinco, entre outros nutrientes
adaptação fisiológica permite-nos tal consumo
processamento de fitatos a elevadas temperaturas faz com queestes percam alguns radicais fosfatos, diminuindo-se, assim, a sua acção inibidora na absorção de minerais
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Legislação
Directivas europeias para descargas (1999/31/CE) e para
incineração (2000/76/CE)
Europa (15) dividida em 3 grupos:
legislação nacional prévia às directivas europeias [Alemanha, Áustria, Dinamarca, Luxemburgo, Países Baixos e Bélgica(Flandres)]
legislação europeia adoptada e já cumprida (França, Itália, Suécia, Grã-Bretanha e Finlândia)
legislação europeia considerada um alvo futuro, mas em cursoactual (Grécia, Irlanda, Portugal e Espanha)
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Estratégia de separação afecta o custo global do sistema de gestão de resíduos
Diferentes políticas europeias para recolha separada e reciclagemde resíduos orgânicos
Áustria, Bélgica (Flandres), Dinamarca, Alemanha, Luxemburgoe Países Baixos reciclam 85 % dos resíduos orgânicosseparados e tratados da UE (15) por compostagem
digestão anaeróbica tem um papel secundário
Bélgica (Valónia), Finlândia, França, Itália, Suécia e Grã-Bretanha estão a criar uma política de compostagem
Grécia, Irlanda, Espanha e Portugal não têm nem planeiam terpolíticas de recolha separada e reciclagem de resíduos
orgânicos
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