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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS ALIMENTOS
CURSO DE QUÍMICA DE ALIMENTOS
TRATAMENTO DE EFLUENTES E PRODUÇÃO DE CHICLE DA PECCIN S.A.
Relatório final de estágio apresentado à Universidade Federal de Pelotas, sob a orientação da Profª Caroline Dellinghausen Borges, como parte das exigências da disciplina de Estágio Supervisionado, do Curso de Química de Alimentos, para obtenção do título de Bacharel em Química de Alimentos.
Rafael Bresolin
Pelotas, dezembro de 2007.
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ALUNO
Nome: Rafael Bresolin
E-mail: [email protected]
CONCEDENTE
Razão social: Peccin S.A.
Unidade da empresa: Peccin S.A. – Unidade Erechim.
Setor de realização do estágio: Controle de Qualidade Ambiental (CQA) e Chicle
Endereço: Rua Sidney Guerra, n° 1700, CEP 99700-000, Erechim/RS
Fone: (054) 3520-9700
Web-site: www.peccin.com.br
Supervisor do estágio: Química Industrial Patrícia Rossi – Chefe do Controle de Qualidade Ambiental
ESTÁGIO
Área de atuação: Controle de Qualidade Ambiental e Produção de chicle
Período do termo de compromisso: 13 de agosto de 2007 a 31 de novembro de 2007.
Período coberto pelo relatório: 530 horas de estágio curricular, sendo 396 horas como estagiário e 134 horas como efetivo.
Número de horas do relatório: 530 horas.
Orientador: Professora Caroline Dellinghausen Borges
Relatório apresentado no 8° semestre do curso de Bacharelado em Química de Alimentos referente ao 2° semestre letivo de 2007.
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Resumo
BRESOLIN, Rafael. Tratamento de efluentes e produção de chicle da Peccin S.A. 2007. 51f. Relatório final de estágio. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
A Peccin S.A., fundada em 1956, é uma empresa de destaque no cenário nacional e internacional no mercado de balas, chicles e pirulitos. Com produção mensal de 450.000 toneladas e aproximadamente 750 funcionários a empresa exporta seus produtos para mais de 70 países espalhados pelos cinco continentes. Uma das grandes preocupações da Peccin S.A. além da qualidade de seus produtos, é o tratamento de resíduos gerados na empresa, devido a isso possui um setor de controle de qualidade ambiental (CQA), destinado exclusivamente para tratar todo efluente produzido. Neste setor encontra-se a estação de tratamento de efluentes (ETE), que recebe todo resíduo líquido produzido na empresa e através de tratamentos primários e secundários, destina o efluente de forma adequada. Além de uma central de resíduos sólidos industriais (CRSI) que recebe, separa e destina de uma forma correta para todo resíduo sólido produzido na indústria, e a área de retrabalho que tem a função de transformar restos de balas, pirulitos e recheios em caldas que serão reaproveitadas na formulação dos produtos, contribuindo para redução de resíduos. Outro setor de grande importância para a Peccin S. A, é a produção de chicle, pela grande demanda de seus produtos. A empresa conta com duas linhas de produção, uma de chicle plano e outra de chicle recheado e drageado. Assim sendo, a Peccin S.A. procura cada vez mais investir em novas tecnologias para diversificar sua produção e tornando-se um diferencial no mercado e nunca esquecendo da qualidade ambiental. O estágio teve como objetivo aprimorar os conhecimentos adquiridos no curso de Química de Alimentos através do estágio curricular na empresa Peccin S.A., nos setores de controle de qualidade ambiental e do chicle.
Palavras-chave: Peccin S.A. Estágio. Controle de Qualidade Ambiental. Chicle.
3
Lista de Figuras
Figura 1. Organograma Peccin S. A...............................................................................08
Figura 2. Fluxograma estação de tratamento de efluentes............................................11
Figura 3. Peneira estática...............................................................................................12
Figura 4. Calha Parshall.................................................................................................13
Figura 5. Equalizador......................................................................................................13
Figura 6. Flotodecantador...............................................................................................14
Figura 7. Caixa de recirculação do flotodecantador.......................................................15
Figura 8. Descarga de fundo..........................................................................................15
Figura 9. Raspadores.....................................................................................................15
Figura 10. Caixa de fibra................................................................................................16
Figura 11. Lagoas 1 e 2 anaeróbias...............................................................................16
Figura 12. Fluxograma da decomposição da matéria orgânica pelo processo
anaeróbio.........................................................................................................................17
Figura 13. Lagoa 3 de estabilização facultativa com chicanas.......................................19
Figura 14. Reator de lodo ativado com aeração por cascata, vista frontal (A) e vista
lateral (B).........................................................................................................................22
Figura 15. Sedimentador................................................................................................23
Figura 16. Calha Parshall...............................................................................................23
Figura 17. Saída.............................................................................................................23
Figura 18. Protozoários..................................................................................................28
Figura 19. Algas..............................................................................................................29
Figura 20. CRSI..............................................................................................................33
Figura 21. Chicle bola recheado e drageado..................................................................42
Figura 22. Fluxograma do processamento do chicle recheado e drageado..................42
Figura 23. Chicle plano...................................................................................................45
Figura 24. Fluxograma do processamento do chicle plano............................................46
4
Lista de Tabelas
Tabela 1. Pontos da ETE que são realizadas as análises diárias..................................24
Tabela 2. Resíduos sólidos e seus respectivos destinos................................................34
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Sumário
1. Introdução..................................................................................................................072 Objetivos.....................................................................................................................092.1 Objetivo geral...........................................................................................................092.2 Objetivos específicos..............................................................................................093 Atividades desenvolvidas..........................................................................................103.1 Controle de qualidade ambiental (CQA)................................................................103.1.1 Estação de Tratamento de Efluentes da PECCIN S.A.......................................103.1.1.1 Análises realizadas na Estação de Tratamento de Efluentes.......................233.1.2 Central de resíduos sólidos industriais (CRSI).................................................333.1.3 Retrabalho.............................................................................................................343.2 Chicle........................................................................................................................343.2.1 Matérias primas....................................................................................................353.2.2 Produção de chicle bola recheado e drageado ................................................413.2.3 Produção de chicle plano...................................................................................454 Sugestões...................................................................................................................485 Conclusão...................................................................................................................496 Referências.................................................................................................................50
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1 Introdução
O Brasil produz, aproximadamente, 438 mil toneladas de balas e confeitos por
ano, com um volume de vendas estimadas em R$ 4,5 bilhões. No ranking mundial
encontra-se atrás, apenas, dos Estados Unidos. No Brasil, o Rio Grande do Sul está em
segundo lugar, perdendo apenas para São Paulo, pois das seis indústrias brasileiras
que produzem acima de 2 mil toneladas/mês, três estão localizadas no estado (ABICAB
et al. 2004 apud KHALIL et al. 2004).
As empresas de candies do Rio Grande do Sul comercializam seus produtos em
todo o território nacional e em mais de 60 países. Estão concentradas no Norte
Gaúcho, liderada por Erechim e no Vale do Taquari, com ênfase em Lajeado.
Frente a esta concorrência, as indústrias estão cada vez mais aperfeiçoando
seus processos para serem mais competitivas, com processos mais econômicos e de
qualidade. Além da preocupação com a qualidade de seus produtos e tecnologias, as
empresas vêm se preocupando com a questão ambiental, principalmente devido as
exigências da legislação.
A Peccin foi criada em 15 de fevereiro de 1956, pelos irmãos Pezzin. A
empresa iniciou suas atividades com uma produção artesanal e aos poucos conquistou
seu espaço no mercado, ampliando seu quadro funcional, aumentando também sua
abrangência no mercado nacional. Os fundadores iniciaram com uma pequena
torrefação de café e saiam para vender seus produtos nos mercados da região. Com a
insistência de muitos clientes, iniciaram com uma produção artesanal de balas
(PECCIN, 2007).
Com o tempo e muito trabalho, o portifólio de marcas Peccin foi sendo
ampliado, investindo nos segmentos de balas duras, mini balas, mastigáveis,
mastigáveis recheadas, chicles, pirulitos e balas de leite. Hoje, com 50 anos, é
considerada uma das maiores empresas de balas do Brasil. Com produção mensal de
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4.500 toneladas de balas, chicles e pirulitos, contando com aproximadamente 760
funcionários em suas linhas de produção (PECCIN, 2007).
A Peccin S.A. é uma das principais empresas brasileiras exportadoras de
balas. Exporta seus produtos para mais de 70 países espalhados pelos cinco
continentes. Aproximadamente um terço de sua produção é direcionada para o
mercado externo (PECCIN, 2007).
A empresa conta com um setor de controle de qualidade ambiental (CQA),
destinado exclusivamente para cuidar de todos os resíduos sólidos e líquidos e destiná-
los de forma adequada preocupando-se com a poluição. Para isso possui uma estação
de tratamento de efluente (ETE) que trata todo efluente líquido, e uma central de
resíduos sólidos industriais (CRSI), que separa e dá o destino adequado para todo o
lixo sólido da indústria. Outro setor que se destaca na Peccin S.A. pelo fato da
demanda de seus produtos é a fabricação de chicle, este conta com a produção de
chicle recheado drageado e chicle plano.
A Fig. 1 mostra o organograma da Peccin S. A. com destaque na área do
estágio curricular.
Figura 1 - Organograma da empresa Peccin S. A.
Presidência
Gerência de vendas
Gerência administrativa
Gerência Industrial
Produção CQAManutenção CQMP CQP
ETE CRSI
P e D
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Bala dura BalançaBala mastigável Pirulito Chicle Bala de Leite Drageados
Retrabalho
2 Objetivos
2.1 Objetivo geralAprimorar os conhecimentos adquiridos no Curso de Química de Alimentos
através do estágio curricular na empresa Peccin S.A.
2.2 Objetivos específicos- Acompanhar a rotina do setor de controle de qualidade ambiental, no qual
fazem parte a estação de tratamento de efluentes, a central de resíduos sólidos
industriais e o retrabalho;
- Auxiliar nas análises físico-químicas e microbiológicas realizadas no
laboratório da estação de tratamento de efluentes;
- Acompanhar a linha de processamento de chicle.
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3 Atividades desenvolvidas
3.1 Controle de qualidade ambiental (CQA)O setor de controle de qualidade ambiental (CQA) é responsável por todo
efluente da indústria (líquido e sólido). Para isto, conta com uma estação de tratamento
de efluentes (ETE), onde é realizado todo tratamento dos resíduos líquidos da empresa
antes da deposição no ambiente. Possui também uma central de resíduos sólidos
industriais (CRSI), que separa todo o lixo produzido na empresa e descarta de forma
adequada preocupando-se com a poluição; e ainda o setor de retrabalho que tem como
objetivo o reaproveitamento dos resíduos de balas da indústria. Neste setor todas as
balas, pirulitos, recheios que não são aproveitados são transformados em caldas e
utilizadas no pré-mix nas formulações dos produtos.
3.1.1 Estação de tratamento de efluentesA estação de tratamento está situada junto ao parque fabril da empresa e possui
cerca de 10000 m2 de área, na qual encontram-se laboratórios para análises químicas,
biológicas e físicas, com equipamentos para coleta, segurança no trabalho, depósitos
de produtos utilizados na estação e utensílios das práticas laboratoriais.
O objetivo da estação de tratamento de efluentes (ETE) é tratar todo o efluente
líquido da indústria, reduzindo a poluição (carga orgânica, nutrientes, corantes, etc) até
níveis aceitáveis para deposição no meio ambiente. O efluente de entrada na estação
de tratamento tem média de vazão de 3,96 m3/h, onde encontram-se açúcares,
gorduras, aromas, corantes, resíduos da limpeza e esgoto cloacal. A ETE conta com
tratamento primário e secundário.
O primário consiste num tratamento físico-químico onde fazem parte a peneira
estática, o equalizador e o flotodecantador. Já o secundário que consiste num
tratamento biológico, fazem parte as lagoas de estabilização anaeróbia e facultativa, o
reator de lodo ativado com aeração por cascata e o sedimentador.
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A Fig. 2 mostra o fluxograma da estação de tratamento de efluentes da Peccin S.
A.
Figura 2 - Fluxograma da Estação de Tratamento de Efluentes
- Peneira estáticaA peneira estática, mostrada na Fig. 3, é o primeiro tratamento que o efluente
recebe. Esta peneira tem o objetivo retirar todo o material grosseiro (terra, palitos,
rótulos, etc), que apresentem granulometria acima de 1mm.
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Figura 3 - Peneira estática
Nestas peneiras o efluente é alimentado de cima para baixo contra uma tela de
aço inox com um desenho especial, geralmente de formato trapezoidal. O efluente flui
na parte superior, desce pela tela e cai pelo interior das malhas, onde é recolhido e
direcionado para as unidades subseqüentes, enquanto que os sólidos grosseiros
deslizam na tela inclinada, sendo empurrados pelo próprio líquido, e são recolhidos na
parte inferior em uma caçamba localizada na parte inferior da peneira (SENAI, 2007).
- Calha ParshallA Calha Parshall (Fig. 4) tem o objetivo de determinar a vazão de entrada do
efluente através de cálculos matemáticos obtidos pela redução do diâmetro e desnível
causado na água. Estes cálculos são realizados pela utilização de uma régua e tabela
de conversão.
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Figura 4 - Calha Parshall
- EqualizadorEqualizador é um tanque que recebe e mistura o efluente. Neste tanque é
efetuada a correção do pH, através da adição de Ca(OH)2 e NaOH. Possui agitadores
que mantêm a mistura completa do efluente, auxiliando na absorção de oscilações de
carga, vazão e pH. Para controlar a vazão, o tanque de equalização (Fig. 5) possui uma
bóia conectada à bomba, que desliga quando o nível desejado for atingido.
Figura 5 - Equalizador.
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- Flotodecantador O flotodecantador é um equipamento destinado à remoção de materiais
sedimentáveis e de partículas com tendência à flotação (óleos e graxas, proteínas,
escumas, etc.) (Fig. 6). Para aumentar a eficiência do processo o efluente passa por
uma caixa de recirculação, como mostra a Fig. 7, onde é inserido bolhas de ar para
facilitar a flotação da gordura e formação de flocos. Este sistema obtém melhor
eficiência de remoção com a adição de produtos químicos, como alcalinizantes,
floculantes e polímeros (SENAI, 2007). Pela adição de coagulante ocorre a união de
sólidos formando coágulos, já pela adição de floculante ocorre a formação de grandes
coágulos ou flocos mais densos ou mais leves (gordura - mais leve então flota).
O processo de flotação é aplicável especialmente a óleos e graxas, cuja
densidade é inferior à da água, sendo eliminadas pois ficam na superfície e são
retiradas por raspadores. Os sólidos mais densos se depositam no fundo e formam
lodo, enquanto os corpos menos densos sobem a superfície e formam escuma. A
vantagem na utilização deste, é o fato de que as substâncias retidas, não
sobrecarregarão os decantadores. Os resíduos recolhidos por tanques retentores
geralmente não podem ser aproveitados devido ao elevado teor de impurezas
(IMHOFF,1986).
O pH do efluente no flotodecantador deve ser entre 7 e 8 para que haja uma boa
formação dos flocos.
Figura 6 - Flotodecantador
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Figura 7 - Caixa de recirculação do flotodecantado
- Caixa de lodoO lodo resultante do flotodecantador, tanto o lodo retirado na descarga de fundo
(Fig. 8), quanto o retirado pelos raspadores (Fig. 9) são armazenados em caixa de fibra
(Fig. 10), até a disposição em solo agrícola. Aproximadamente são destinados ao solo
agrícola de 5 a 6 toneladas de lodo por semana. Nesse lodo são realizadas análises
nas quais mostram grandes concentrações de fósforo, nitrogênio e matéria orgânica.
Essas análises são enviadas ao responsável pelo projeto de disposição em solo
agrícola e para o órgão fiscalizador.
Figura 8 - Descarga de fundo Figura 9 - Raspadores
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Figura 10 - Caixa de fibra
- Lagoa 1 e 2 de estabilização anaeróbiaApós a etapa da flotodecantação o efluente segue até as lagoas anaeróbias 1 e
2, que tem por objetivo a remoção de matéria orgânica, nutrientes e remoção de sólidos
não sedimentáveis através de mecanismos biológicos. As lagoas anaeróbias além de
receberem o efluente que provém do flotodecantador ainda recebem o esgoto cloacal
da empresa.
As lagoas 1 e 2, como mostra a Fig. 11, são anaeróbias, tem profundidade em
torno de 4 metros e seguem padrões de impermeabilização do solo para evitar
vazamentos. O tempo de retenção é estimado em seis dias na lagoa 1 e quatro dias na
lagoa 2, totalizando 10 dias de tratamento anaeróbio.
Figura 11 - Lagoas 1 e 2 anaeróbias.
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Lagoas anaeróbias constituem-se em uma forma alternativa de tratamento, onde
a anaerobiose é essencial, sendo alcançada através do lançamento de uma grande
carga de DBO (demanda bioquímica de oxigênio) por unidade de volume da lagoa,
fazendo com que a taxa de consumo de oxigênio seja várias vezes superior à taxa de
produção. As lagoas anaeróbias tem sido utilizadas para o tratamento de despejos
industriais e esgotos domésticos predominantemente orgânicos, com altos teores de
DBO, como frigoríficos, laticínios e bebidas. A estabilização nestas condições é lenta,
pelo fato das bactérias anaeróbias reproduzirem-se em taxa lenta, advindo de que as
reações anaeróbias geram menos energia do que as reações aeróbias.
A temperatura tem grande influência nas taxas de reprodução e estabilização, o
que faz com que locais de clima favorável (temperatura elevadas) se tornem propícios a
este tipo de lagoas. As lagoas anaeróbias são profundas, possuem de 4m a 5m, sendo
importante, no sentido de reduzir a possibilidade da penetração do oxigênio produzido
na superfície para as demais camadas, sendo a área requerida menor pela sua
profundidade. A eficiência de remoção de DBO nas lagoas anaeróbias é da ordem de
50% a 60%, a DBO do efluente ainda é elevada, implicando uma unidade posterior de
tratamento (SPERLING, 1997).
A Fig. 12 mostra o fluxograma da decomposição da matéria orgânica pelo
processo anaeróbio.
Figura 12 - Fluxograma da decomposição da matéria orgânica pelo processo anaeróbio
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Como mostrada na Fig. 12 a estabilização anaeróbia ocorre em quatro etapas, a
primeira fase da digestão anaeróbia consiste na hidrólise da matéria orgânica pela ação
de exoenzimas excretadas pelas bactérias fermentativas em compostos dissolvidos
mais simples os quais podem atravessar a membrana celular. A segunda etapa é a
acidogênese onde os produtos degradados atravessam a membrana e são
metabolizados no interior da célula formando principalmente álcoois, ácidos e novas
células que após são excretados ao meio. A terceira etapa é a acetogênese onde as
bactérias anaeróbias irão oxidar os produtos gerados na fase acidogênica gerando
substrato para bactérias metanogênicas nos quais são acetatos, CO2 e hidrogênio. A
ultima etapa é a metanogênese onde bactérias metanogênicas acetoclásticas
produzem metano a partir de acetato, e bactérias metanogênicas hidrogenotróficas
utilizam H2 e CO2 para produção de metano.
Com o intuito de manter e elevar o pH nas lagoas anaeróbias da ETE é
adicionado cal hidratada e soda caustica 50%, o cal é adicionado através de dosagens
em tanques de 1000 litros.
Os sistemas anaeróbios conferem um grande potencial para a sua aplicabilidade
em tratamentos de águas residuárias de baixa concentração e são também tecnologias
simples e de baixo custo. Como vantagens podem-se citar a baixa produção de sólidos,
cerca de 5 a 10 vezes inferior à que ocorre nos processos aeróbios, baixo consumo de
energia, baixa demanda de área, baixos custos de implantação, produção de metano
(gás combustível), tolerância a elevadas cargas orgânicas, aplicável em pequena e
grande escala. As desvantagens são relacionadas à sensibilidade das bactérias
anaeróbias, as quais são susceptíveis à inibição por vários compostos, a partida do
processo pode ser lenta na ausência de lodo adaptado, exige pós-tratamento, a
bioquímica da digestão anaeróbia é complexa e ainda precisa ser estudada,
possibilidade de geração de maus odores, remoção de nitrogênio, fósforo e patógenos
insatisfatória. Verifica-se que a maior parte do material orgânico biodegradável presente
no despejo é convertida em biogás (70 a 90%) que é removido da fase líquida e deixa o
reator na forma gasosa (CHERNICHARO, 1997).
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- Lagoa 3 de estabilização facultativa com chicanasApós a estabilização anaeróbia nas lagoas 1 e 2, o efluente é enviado para a
lagoa facultativa com chicanas, mostrada na Fig. 13, com 1,5 metros de profundidade,
que possui o objetivo de consumir a matéria orgânica restante das lagoas anaeróbias.
As chicanas têm a função de aumentar o tempo de residência do efluente na
lagoa, chegando há aproximadamente 7 dias.
Figura 13 - Lagoa 3 de estabilização facultativa com chicanas
O processo da lagoa facultativa consiste na retenção dos efluentes por um
período de tempo longo o suficiente para que os processos naturais de estabilização da
matéria orgânica se desenvolvam. As vantagens são relacionadas à grande
simplicidade e à confiabilidade da operação. O processo é lento, necessitando de
longos tempos de detenção para que as aerações se completem, o que implica em
grandes requisitos de área, a atividade biológica é afetada pela temperatura,
principalmente nas condições naturais das lagoas. Os custos das lagoas de
estabilização são bastante atraentes, a construção é simples, envolvendo
principalmente movimento de terra, e os custos operacionais são desprezíveis em
comparação com outros métodos de tratamento. O efluente entra em uma extremidade
da lagoa e sai na extremidade oposta. Ao longo desse percurso, que demora vários
dias, ocorrem mecanismos de purificação dos efluentes na zona anaeróbia, aeróbia e
facultativa.
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A matéria orgânica em suspensão tende a sedimentar, vindo a constituir o lodo
de fundo (zona anaeróbia), este lodo sofre o processo de decomposição por
microrganismos anaeróbios, sendo convertido lentamente em gás carbônico, água,
metano e outros. A matéria orgânica dissolvida e a em suspensão de pequenas
dimensões não sedimentam, permanecendo dispersa na massa líquida. Na camada
mais superficial existe a zona aeróbia, a qual necessita da presença de oxigênio, que é
suprido ao meio pela fotossíntese realizada pelas algas, caracterizando um perfeito
equilíbrio entre o consumo e a produção de oxigênio e gás carbônico.
A zona aeróbia da lagoa facultativa depende da penetração da luz solar para
suportar a atividade fotossintética. A intensidade da luz incidente sobre o corpo de água
tende a se extinguir exponencialmente à medida que a mesma penetra ao longo da
profundidade. Em profundidades rasas inferiores a 1 metro, elas se comportam como
totalmente aeróbias, a área requerida é elevada de forma a cumprir com o requisito do
tempo de detenção, a penetração da luz ao longo da profundidade é praticamente total,
sendo que a energia luminosa tende a se extinguir com a profundidade, mesmo em
águas límpidas. Em profundidades superiores a 1,2 metros, possibilitam um maior
tempo de detenção para a estabilização da matéria orgânica, a atividade da lagoa é
mais estável e menos afetada pelas condições ambientais produzindo um efluente com
uma qualidade mais uniforme, há um maior volume de armazenamento de lodo, a
camada inferior permanece em condições anaeróbias, nas quais a taxa de remoção da
DBO é mais reduzida (SPERLING, 1997).
- Reator de lodo ativado com aeração por cascataA função deste reator é reduzir a carga orgânica que resta da lagoa 3, através do
lodo ativado. O tempo de retenção do efluente é em torno de 1 dia, os microrganismos
responsáveis pela depuração se encontram em grandes quantidades, concentrados em
espaços restritos, por meio de aeração artificial consegue-se quantidades suficientes de
oxigênio para que os microrganismos possam sobreviver apesar de sua aglomeração.
Segundo Sperling (1995), a eficiência na remoção de DBO dos lodos ativados com
aeração prolongada pode chegar a 95%.
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As experiências demonstraram que não é possível tratar esgotos por simples
aeração, é necessário provocar a atividade dos microrganismos, originando-se daí o
processo de lodos ativados. Os fenômenos envolvidos são iguais aos observados em
rios ou lagos, com a diferença que os organismos responsáveis pela depuração
encontram-se em grande quantidade, concentrados em espaços restritos. Por meio de
aeração artificial conseguem-se quantidades suficientes de oxigênio para que os
microrganismos possam sobreviver apesar de sua aglomeração. A depuração biológica
dos esgotos realiza-se em duas fases. Primeiramente, uma parte dos poluentes
orgânicos é oxidada para a obtenção de energia, sendo que ao mesmo tempo a nova
matéria celular é formada. Logo, as bactérias se aglomeram em flocos facilmente
sedimentáveis. Os flocos do lodo ativado se compõem de uma substância básica
gelatinosa no interior da qual vivem bactérias e protozoários. Geralmente os lodos
ativados têm boa eficiência de tratamento, são isentos de cheiro ou de moscas e
trabalham no inverno praticamente com o mesmo grau de eficiência que no verão.
Entre os inconvenientes do processo estão a operação, a produção de maior
quantidade de lodo, o elevado teor de água do mesmo e a conseqüente necessidade
de maiores digestores e maiores leitos de secagem do lodo (IMHOFF, 1986).
Nos tanques de aeração pelos sistemas de lodo ativado, ar ou oxigênio puro
passa através do efluente do tratamento primário, este processo é denominado assim
porque contém uma série de microrganismos que metabolizam o efluente. A atividade
destes microrganismos oxida uma grande parte da matéria orgânica do efluente em
dióxido de carbono e água, espécies de bactérias zooglea são membros importantes
desta comunidade microbiana, pois formam massas floculentas nos tanques de
aeração. O conteúdo do tanque é removido para um tanque de sedimentação, onde os
flocos sedimentam, removendo grande quantidade de matéria orgânica.
Ocasionalmente, o lodo pode flutuar ao invés de sedimentar, este fenômeno é
denominado “inchaço”. Quando isso acontece a matéria orgânica nos flocos flui com o
descarte do efluente, isto normalmente é causado pelo crescimento de bactérias
filamentosas de vários tipos como Sphaerotilus natans e Nocardia. O sistema de lodos
ativados remove de 75 a 95% de remoção da DBO do efluente (TORTORA, 2000).
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Nos lodos ativados a concentração de biomassa no reator é bastante elevada,
devido à recirculação dos sólidos sedimentáveis no fundo do decantador secundário. A
biomassa permanece mais tempo no sistema do que o líquido, o que garante uma
elevada eficiência na remoção da DQO.
O reator de lodo ativado com aeração por cascata é mostrado na Fig 14.
A B
Figura 14 - Reator de lodo ativado com aeração por cascata, vista frontal (A) e vista
lateral (B).
- SedimentadorA sedimentação é uma operação física de separação de partículas sólidas com
densidade superior à do líquido circundante. Em um tanque em que a velocidade de
fluxo da água é bem baixa, as partículas tendem a ir para o fundo sob a influência da
gravidade. O líquido sobrenadante torna-se em conseqüência clarificado, enquanto as
partículas no fundo formam uma camada de lodo, e são removidas conjuntamente com
ele (SPERLING, 1996).
Com isso, o sedimentador da ETE (Fig. 15) tem a função de retirar todo o lodo
formado pelo reator de lodo ativado por um sistema de raspadores superficiais e
internos, clarificando assim o efluente, além de livrá-lo de alguma matéria orgânica que
ainda esteja presente. É de extrema importância quando se tem reator de lodo ativado.
O lodo separado é acondicionado em uma caixa de fibra, através de descargas,
atualmente, mensais.
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Figura 15 - Sedimentador
- SaídaO efluente vindo do sedimentador passa pela Calha Parshall que tem o objetivo
de determinar a vazão de saída do efluente, e após chega até as bombas de saída que
conduzem o efluente para o sistema pluvial municipal, como mostra as Figs. 16 e 17.
Figura 16 - Calha Parshall Figura 17 - Saída
3.1.1.1 Análises realizadas na estação de tratamento de efluentesA estação de tratamento de efluente conta com um laboratório que realiza
análises diárias para avaliação da conformidade do tratamento.
As análises são realizadas em determinados pontos da ETE como mostra a Tab.
1.
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Tabela 1 - Pontos de coletas da estação de tratamento de efluentes
Local PontoEqualizador Qualquer área
Flotodecantador Recirculação
Lagoa 1 Entrada e Saída
Lagoa 2 Entrada e Saída
Lagoa 3 Entrada e Saída
Reator de lodo ativado Qualquer área
Sedimentador Qualquer área
Saída Qualquer área
- Demanda química de oxigênio (DQO)O teste de DQO consiste em oxidar a amostra com um excesso de dicromato de
potássio, em meio fortemente ácido e sob refluxo, para determinar a quantidade de
dicromato de potássio remanescente por titulação com sulfato ferroso amoniacal. Como
a quantidade inicial do oxidante é conhecida, pode-se calcular quanto foi consumido na
oxidação da matéria orgânica presente na amostra e estabelecer a quantidade
equivalente de oxigênio para promover essa mesma oxidação (APHA, 1992). A reação
que explica a ação oxidante do dicromato de potássio pode ser descrita pela seguinte
equação:
K2Cr2O7 + 4H2SO4 (K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O + 3/2O2
O resultado final do teste expressa a quantidade (em mg) de oxigênio (do
K2Cr2O7) que foi utilizada para a oxidação de um litro de amostra, e pode ser, assim,
entendido como uma medida do teor de matéria orgânica nela contido (APHA, 1992).
Para amostras com uma origem especifica, a DQO pode ser correlacionada
empiricamente com demanda bioquímica de oxigênio (DBO) com o carbono orgânico
ou com a matéria orgânica nela contida. O desenvolvimento dessas correlações tornou
ainda maior a aplicação do teste de DQO no monitoramento e controle do tratamento
de águas residuárias (APHA, 1992).
As principais vantagens do teste de DQO são:
24
- o teste gasta apenas de 2 a 3 horas para ser realizado;
- o resultado obtido dá uma indicação do oxigênio requerido para a estabilização da
matéria orgânica;
- o teste não é afetado pela nitrificação, dando uma indicação da oxidação apenas da
matéria orgânica carbonácea (e não nitrogenada).
Porém existem algumas limitações no teste de DQO, que são:
- no teste de DQO são oxidadas, tanto a fração biodegradável, quanto a fração inerte
do efluente. O teste superestima, portanto, o oxigênio a ser consumido no tratamento
biológico dos efluentes;
- o teste não fornece informações sobre a taxa de consumo da matéria orgânica ao
longo do tempo;
- certos constituintes inorgânicos podem ser oxidados podendo interferir no resultado.
Procedimento de coleta do efluente
As coletas eram realizadas em pontos representativos da estação de tratamento
de efluente, como descrito a seguir.
- Coletar pelo menos 100mL de efluente em frasco de vidro ou plástico;
- Homogeneizar as amostras contendo sólidos depositados para permitir uma
amostragem significativa;
- Amostras não analisadas imediatamente devem ser preservadas com ácido
sulfúrico concentrado em pH menor ou igual a 2 e refrigeradas à 4 ºC. A preservação é
válida por 7 dias.
Procedimento de análise
- Fazer as dissoluções. As dissoluções utilizadas variavam de 0,1 a 0,6% de
efluente devido à alta carga orgânica encontrada no efluente.
- Lavar os tubos de digestão com ácido sulfúrico 20% para evitar a contaminação
da amostra;
- Adicionar 10mL da amostra de cada dissolução de efluente em tubo de
digestão e logo após pipetar no mesmo 6 mL de dicromato de potássio;
- Acrescentar pelas paredes do tubo, 14 mL de ácido sulfúrico – sulfato de prata;
25
- Fechar o tubo com cuidado e homogeneizar com movimentos circulares leves;
- Deixar duas horas em bloco de digestão a 150°C.
- Após este período, retirar os tubos da chapa digestora e deixá-los esfriar
naturalmente a temperatura ambiente;
- Transferir a amostra para erlenmeyer, lavando as paredes do tubo de digestão
com água destilada;
- Adicionar de 2 a 3 gotas do indicador ferroína e titular com solução de sulfato
ferroso amoniacal 0,1 M padronizado até ponto de viragem de azul esverdeado para
vermelho tijolo;
- Preparar duas amostras de branco, adicionando 10mL de água destilada e
obedecendo a mesma adição de reagentes; utilizar a média.
Observações: as diluições da amostra devem propiciar um consumo aproximado
de 50% do dicromato de potássio fornecido para digestão em relação à prova em
branco com + ou – 0,2 de diferença admissível. Obtem-se valores nessa faixa quando
os testes tenham coloração levemente esverdeada.
Os resultados são expressos em mg L-1 de O2 através da formula:
DQO = ((A-B) x M x 8000 x F)
VOL
Onde:
DQO: Demanda química de oxigênio em mg L-1 de O2
A: Volume de sulfato ferroso amoniacal gasto na titulação da amostra em mL
M: molaridade do sulfato ferroso amoniacal
VOL: Volume de amostra em mL
F: Fator de diluição da amostra, quando houver (volume total da amostra + quantidade
em mL da diluição).
26
- pH O pH é definido como o cologarítimo da concentração dos íon hidrogênio,
expresso em moles L-1. A escala prática de pH estende-se de 0 a 14 unidades. À 25°C,
o valor médio, 7, corresponde ao ponto de neutralização (FEPAM, 2007).
O pH das lagoas varia ao longo da profundidade e ao longo do dia, o pH
depende da fotossíntese e da respiração, através da relação entre: consumo de CO 2,
conversão para OH, elevação do pH e respiração, produção de CO2, conversão para H,
redução do pH. Durante o dia nas horas de máxima atividade fotossintética, o pH pode
atingir valores em torno de 10, ocorrendo fenômenos como remoção de nutrientes e
conversão do sulfeto causador de mau cheiro a bissulfeto inodoro (SPERLING, 1997).
Procedimento da análise
- Calibrar potenciômetro com solução padrão 4 e 7;
- Coletar amostras de efluentes em frascos de plásticos nos pontos de coleta;
- Mergulhar o eletrodo do potenciômetro no efluente;
- Fazer a leitura do potenciômetro e anotar o pH.
- Temperatura A temperatura é muito importante para assegurar a eficiência do processo de
tratamento biológico. A temperatura influencia nas atividades metabólicas e na
população microbiana. Também têm profundo efeito sobre fatores como a velocidade
de transferência de gases e as características de sedimentação dos sólidos biológicos
(METCALF, EDDY, 1998).
A temperatura da ETE é avaliada duas vezes ao dia em todos os pontos de
análises da estação.
Procedimento da análise
- Mergulhar o termômetro no ponto de coleta do efluente;
- Fazer a leitura no termômetro digital e anotar o resultado.
27
- VazãoA vazão é medida na Calha Parshall, com a utilização de uma régua e uma
tabela de conversão, através de cálculos matemáticos.
Procedimento da análise
- Colocar a régua de 50cm junto a Calha Parshal, e através do sinal formado pela
água na régua tem-se o valor;
- Através de uma tabela de conversão tem-se o resultado de vazão.
- Análise microbiologicaA análise microbiológica é de grande importância para a eficiência do tratamento,
com isso a caracterização dos microorganismos existentes, e seu estudo podem
melhorar as condições nas lagoas e o aumento da eficiência destes na remoção da
carga orgânica presente no efluente. Segundo Sperling (1996), os sistemas de alta
carga, como os da empresa, devido à grande disponibilidade de substrato, a população
bacteriana cresce, e os protozoários flagelados são eficientes na competição pelo
alimento disponível. Na Fig. 18 está representado os protozoários de uma amostra da
lagoa 1, com alta concentração de substrato e bactérias filamentosas.
Figura 18 - Protozoários
A massa microbiana encontrada é constituída basicamente por bactérias e
protozoários, de maneira geral, a diversidade de espécies dos vários organismos
componentes da biomassa é baixa. Outro organismo de importância são as algas, que
em lagoas de estabilização facultativas têm função relacionada à produção de oxigênio
pela fotossíntese, procura-se trabalhar com um equilíbrio entre bactérias e algas. No
28
sistema anaeróbio, as condições são favoráveis ao desenvolvimento de
microorganismos adaptados à ausência de oxigênio, destacam-se as bactérias
acidogênicas e metanogênicas. A Fig. 19 mostra algas encontradas na lagoa 3.
Figura 19 - Algas
Segundo Sperling (1997), os principais tipos de algas encontradas nas lagoas de
estabilização são as algas verdes (principais gêneros são a Euglena e Chlorella) e as
algas azuis (principais gêneros são as Oscillatoria e Anacystis). As algas produzem a
matéria orgânica necessária para sua sobrevivência, liberando energia para o
crescimento e reprodução de outros, desta forma o balanço entre produção e consumo
de oxigênio favorece o primeiro, conduzindo a um saldo positivo no sistema.
Os microrganismos presentes no efluente segundo a empresa de consultoria
Aqqua Limpa (2007) são os protozoários principalmente do gênero Aspedisca e
Tachelofilum, as algas azuis e bactérias formadoras de floco do gênero Pseudomonas,
Achromobacter, filamentosas e Zoogloea. Para zonas anaeróbias, segundo
Chernicharo (1997), os microrganismos trabalham interativamente na conversão da
matéria orgânica complexa em metano, gás carbônico, água, gás sulfídrico e amônia,
além de novas células. Os microrganismos que participam da decomposição anaeróbia
são as bactérias fermentativas, acetogênicas e as metanogênicas. Estas não foram
observadas em microscópio óptico, disponível no laboratório.
Procedimento da análise
- A análise microbiológica da estação de tratamento de efluentes da Peccin S. A.
é realizada com um microscópio da marca Nova, modelo 107, sendo realizada duas
vezes ao dia em todos os pontos da ETE.
29
- Coleta-se as amostras em frascos de plásticos nos pontos de coleta;
- Adiciona-se uma gota do efluente na lâmina de vidro e coloca-se no
microscópio para análise.
Ainda são realizadas análises mensais na ETE por laboratórios capacitados
independentes, onde são quantificados:
- DQOJá destacadas anteriormente.
- Demanda bioquímica de oxigênioA demanda bioquímica de oxigênio retrata a quantidade de oxigênio requerido
para estabilizar, através de processos bioquímicos, a matéria orgânica carbonácea.
Sendo uma indicação indireta do carbono orgânico biodegradável. A estabilização
demora cerca de 20 dias para esgotos domésticos, está corresponde a DBO ultima,
para evitar essa demora padronizou-se a DBO padrão que determina o teste a ser
efetuado após o quinto dia de consumo a temperatura de 20 ºC (APHA, 1992).
- Óleos e graxas Nesta determinação mede-se a quantidade de substâncias com características
físicas semelhantes e substâncias que não são solúveis em um solvente pré-
determinado. Considera-se óleos e graxas qualquer material recuperado nas condições
de análises devido à sua solubilidade, incluindo hidrocarbonetos, ácidos graxos,
sabões, gorduras, óleos e ceras, compostos de enxofre, corantes orgânicos e clorofilas.
Certos constituintes podem influenciar os sistemas de tratamento quando presentes em
quantidades excessivas, podem interferir nos processos biológicos aeróbios e
anaeróbios, causando redução da eficiência do tratamento. Podem também causar
acúmulo excessivo de escória em digestores podendo obstruir poros de filtros e impedir
o uso de lodo como fertilizante (APHA, 1992).
30
- SólidosO conteúdo de sólidos totais varia de 20 a 1000 mg L -1. A dureza das águas
costuma aumentar com o teor de sólidos totais. As quantidades de material coloidal não
dissolvido e de material em suspensão aumentam com o grau de poluição. A
determinação dos sólidos não filtráveis é de grande utilidade para avaliar o grau
poluidor de águas residuárias e para determinar a eficiência das unidades de
tratamento. Uma das maneiras para se determinar a quantidade de matéria orgânica é
através da determinação de sólidos voláteis (APHA, 1992).
- Nitrogênio totalO nitrogênio na forma orgânica inclui-se, juntamente com os nitratos, nitritos e
amônia, entre as formas de nitrogênio de maior interesse em águas naturais e
residuárias (APHA, 1992).
O nitrogênio orgânico é definido como sendo o nitrogênio organicamente ligado e
no estado de oxidação trivalente negativo, ele não inclui todos os compostos orgânicos
nitrogenados. Como exemplo de nitrogênio orgânico pode-se citar compostos naturais
como proteínas, peptídeos, ácidos nucléicos e uréia, além de inúmeros compostos
orgânicos sintéticos. A concentração típica de nitrogênio orgânico varia de algumas
centenas de micro gramas por litro em alguns lagos a mais de 20 mg L-1 em efluentes
não tratados (APHA, 1992).
Nos processos de tratamento biológicos de águas residuárias as determinações
de nitrogênio orgânico são realizadas para verificar se a quantidade de nitrogênio
presente é suficiente para o bom desempenho dos microrganismos e para controlar os
processos de aeração (APHA, 1992).
- SulfetosNos efluentes é comum a detecção de sulfetos provenientes de processos
industriais, da decomposição da matéria orgânica e, principalmente, da redução
bacteriana do sulfato (APHA, 1992).
O sulfeto de hidrogênio proveniente de despejos industriais origina odores
desagradáveis. Em águas límpidas, a concentração mínima de H2S capaz de gerar
31
odores está entre 0,025 e 0,25 g L-1. O H2S é um gás muito tóxico e tem causado a
morte de inúmeras pessoas que trabalham em esgotos (APHA, 1992).
- FósforoEm águas naturais e despejos encontramos o fósforo quase que somente na
forma de fosfatos. Esses são classificados em ortofosfatos, fosfatos condensados (piro,
meta e polifosfatos), e fosfatos ligados a cadeias orgânicas. Eles podem apresentar-se
em solução, em partículas ou detritos, ou ainda incorporados à estrutura dos
organismos aquáticos (APHA, 1992).
Entre as muitas origens dos fosfatos em águas podemos citar:
- Pequenas quantidades de certos fosfatos condensados são adicionados a algumas
águas de abastecimento durante seu tratamento;
- Quantidades maiores desses compostos podem ser adicionados à água em
procedimentos de limpeza, pois os polifosfatos são constituintes dos detergentes
comerciais;
- Os fosfatos são muito utilizados no tratamento de águas de caldeiras, para prevenir
incrustações;
- Os ortofosfatos são largamente empregados como fertilizantes comuns, e são levados
pelas chuvas até os cursos d’água.
O fósforo é nutriente essencial ao crescimento dos microrganismos e pode ser
fator limitante da produtividade primária de um curso d’água. Nesse caso o lançamento
de despejos ricos em fosfato num curso d’água pode estimular um crescimento
excessivo de microrganismos fotossintetizadores.
Os fosfatos também estão presentes em sedimentos de fundo e em lodos
biológicos, tanto na forma de precipitados inorgânicos como na forma de compostos
orgânicos (APHA, 1992).
- pHJá descrito anteriormente.
32
- ColiformesPara a avaliação das condições sanitárias de uma água, utilizam-se bactérias do
grupo coliformes, que atuam como indicadores de poluição fecal, pois estão sempre
presentes no trato intestinal humano e de outros animais de sangue quente, sendo
eliminados em grande número pelas fezes. A presença de coliformes na água indica
poluição com risco potencial da presença de organismos patogênicos e sua ausência
evidencia uma água bacteriologicamente potável (APHA, 1992).
3.1.2 Central de resíduos sólidos industriais (CRSI)A central de resíduos sólidos da Peccin S.A. está localizada no parque fabril e
tem a função de receber e separar todos os resíduos sólidos provenientes da empresa.
O centro tem divisões internas que facilitam a disposição e o armazenamento dos
resíduos, possuindo uma prensa hidráulica, a qual otimiza os espaços e facilita o
manuseio destes. A Fig 20 mostra a CRSI.
Figura 20 – Central de resíduos sólidos industriais
Os resíduos são destinados, na condição de venda, doação ou pago (aterro
sanitário), para algumas empresas capacitadas no tratamento de resíduos sólidos,
sempre com a preocupação da qualidade ambiental.
Os resíduos sólidos e seus respectivos destinos estão descritos na Tab. 2.
33
Tabela 2 - Resíduos sólidos e seus respectivos destinos
Resíduo sólido Destino Condição
Papéis, Papelão Cargipel Venda
Palitos limpos, caixas, bombonas Cargipel Venda
Sacos de ráfia Vários compradores Venda
Bobinas Cargipel Venda
Metal Ferro velho Venda
Refugo de rótulo e palitos melados Replast Venda
Refugo de bala, chicle e lixo geral Cetric (aterro sanitário) Pago
Lixo perigoso Cetric ou Pró-Ambiente
Aterro sanitário especial
Pago
Vidros Arcan Doação
3.1.3 RetrabalhoO retrabalho tem o objetivo do reaproveitamento dos resíduos dos produtos
fabricados pela indústria, onde todas as balas, pirulitos e recheios que não são
aproveitados são transformados em caldas e utilizadas no pré-mix nas formulações dos
produtos, onde são utilizados até 8% de retrabalho.
O setor conta com um tanque com camisa de aquecimento onde é derretido as
balas, pirulitos e recheios, transformando-os em calda, que após é filtrada em filtro de
placas, e armazenada em tanques do pré-mix.
3.2 Chicle
A segunda etapa do estágio supervisionado ocorreu no setor de produção do
chicle, onde foi realizado o acompanhamento de todo processamento do chicle
recheado e drageado e do chicle plano.
Segundo ANVISA, goma de mascar ou chicle é o produto constituído por base
gomosa, elástica, mastigável e não deglutível. Outros ingredientes são permitidos,
desde que não descaracterizem o produto, podendo apresentar recheio, cobertura,
formato e consistência variados (BRASIL, 2005).
34
Basicamente as gomas de mascar e de bola são compostas de uma mistura de
goma base, açúcar, glicose, glicerina ou sorbitol, aromas e corantes (PROAROMA,
1991).
As fórmulas para gomas de mascar e de bola variam e dependem dos seguintes
fatores: custos, preço de venda, tamanho da peça, forma, tipo de máquina de embalar,
clima e hábito dos clientes no país da venda (PROAROMA, 1991).
3.2.1 Matérias primasSegundo a Proaroma Indústria e Comércio Ltda (1991) são utilizadas as
seguintes matérias-primas na produção de chicle.
- Goma baseA goma de mascar é feita, como já mencionado, a partir de uma “base de goma”,
com adição de açúcar, corante artificial e aromatizante. A composição exata, tanto da
base de goma como da mistura como um todo, é geralmente segredo industrial, e cada
marca elabora sua própria proporção. Mas os ingredientes comuns da goma base são o
látex (que pode ser de vários tipos de plantas), polietileno e acetato polivinílico
(polímeros sintéticos derivados do petróleo) e ainda carbonato de cálcio.
A goma base está dividida em duas grandes categorias – goma de mascar e
goma de bola. A diferença entre as duas está na habilidade de fazer bola.
Ambos os tipos de goma base estão disponíveis nas formas ácido compatível e
regular, isto é, não ácido. As gomas bases para aromas do tipo fruta ácida são
produzidas com talco grau alimentício em vez de carbonato de cálcio, o qual é usado
normalmente em gomas bases não ácidas. Essas bases não ácidas reagirão
instantaneamente com os ácidos cítrico, fumárico, málico e tartárico se misturados. A
reação entre carbonato de cálcio e o acidulante ocasiona um desaparecimento do sabor
azedo do produto final (chiclete), isto porque há quantidade suficiente de carbonato
para remover todo o acidulante adicionado. Além disso, há produção de gás carbônico
que ocasiona o inchamento do produto final, se o produto estiver empacotado em
embalagens herméticas a pressão do gás carbônico liberado romperá a mesma. No
caso de gomas drageadas, esse gás provocará rachaduras na capa de açúcar.
35
- SacaroseA sacarose (açúcar) usada na produção do chicle precisa ser moída até tornar-se
um pó muito fino, pois a granulometria do açúcar determina a consistência do chicle. O
tamanho das partículas afeta a dureza inicial da goma no início da mastigação e
principalmente a sua flexibilidade se estiver em formas de fitas (stick). Partículas finas
de açúcar produzem uma goma que tende a ser dura e quebradiça, enquanto que
partículas maiores fazem a goma ficar mais macia e mais flexível. A granulometria do
açúcar moído usado em gomas é 4% retido na malha 200 mesh, isto é, 96% do açúcar
passa através da peneira 200. Se o açúcar é muito grosso o chicle final terá textura
arenosa durante a fase intermediária da mastigação. Aglomerações ocorrem em açúcar
pulverizado se estocado em condições úmidas principalmente devido ser higroscópico e
possuir grande superfície de contato. Para evitar isto, deve-se reduzir o período de
estocagem entre o moinho e o misturador sigma.
- GlicoseDeve-se considerar três características para a adição de glicose no chicle plano
e de bola:
a) Dextrose equivalente
b) Baumé
c) Teor de dióxido de enxofre
a) Dextrose equivalente
A glicose líquida que é utilizada na fabricação do chicle é obtida da hidrólise
parcial do amido de milho. A hidrólise é a quebra da cadeia longa do amido em cadeias
menores através de ácidos ou enzimas. O processo é finalizado num ponto antes que
toda cadeia de amido esteja completamente quebrada em unidades simples. Se o
processo de hidrólise for total gerando unidades simples, então o produto final será
dextrose, que vai encontrar-se no estado sólido.
O ponto no qual este processo é finalizado é medido pela análise da dextrose
equivalente (D.E.) da glicose. O índice mais comum de D.E. usado na goma de mascar
ou de bola é a glicose com 42 D.E. Para gomas, a D.E ideal é de 38 pois reduz a
36
aderência do chicle nos equipamentos e na embalagem. Quando utilizado D.E. de 44
ou mais, a goma torna-se muito macia e pegajosa. O controle da D.E. da glicose usada
na produção da goma é muito importante para evitar variações na textura do chicle, o
que ocasionaria a queda de produtividade. A faixa de variação de D.E. de lote a lote
deve ser de 2 unidades. Se a variação for aproximadamente maior que 2 unidades,
será necessário correções na formulação da goma e no processo da goma chicle.
b) Baumé
Baumé é a medida da densidade, dado este usado para indicar o teor de água
na glicose. O uso de uma glicose com baixo baumé, resulta em um produto muito
macio, e o uso de glicose com baumé alto produz um chicle mais firme. O índice mais
comum de baumé para glicose em chicles planos e de bola é 45°Bé. Entretanto, a
glicose com 45°Bé é muito viscosa à temperatura ambiente, devendo ser aquecida até
no máximo 65°C para ser manuseada. A temperatura da glicose não deve ser mantida
elevada por períodos prolongados, para não perder a qualidade.
c) Dióxido de enxofre
Na produção de xarope de glicose freqüentemente utiliza-se dióxido de enxofre
como um agente branqueador e conservante. Entretanto, altos níveis de dióxido de
enxofre não são indicados para o chicle de bola e plano, pois a substância apresenta
sabor desagradável, descora os corantes e altera alguns aromas.
O teor de dióxido de enxofre no xarope de glicose utilizado para chicles deve ser
menor que 40 ppm, geralmente porque não há nada no processamento da goma para
remover o SO2. Na produção de balas, pelo aquecimento do xarope de glicose o SO2 é
eliminado pelo calor. O nível máximo de 10 ppm é o padrão determinado pela WHO
(World Health Organization) para fabricação de confeitos em geral.
- AromasOs aromas além de conferirem sabor ao chicle, agem como um plastificante da
goma base influenciando na textura da goma. Devem ser compostos de óleos
essenciais, pois são os melhores plastificantes para a goma base.
37
Aromas desse tipo são absorvidos e mantidos pela goma base, sendo então
liberados vagarosamente durante a mastigação do chicle. Aromas solúveis em água,
tais como os usados em balas e muitos outros confeitos não são adequados porque
são rapidamente extraídos com o açúcar durante a mastigação, além de endurecer a
goma base. Por esta razão, aromas a base de óleo são preferíveis na goma de mascar.
O nível de aroma na goma de mascar e de bola é muito importante não somente
pelo impacto do sabor, mas também no processamento da goma de mascar. A
proporção correta dará as características desejadas de bola e textura para uma
mastigação agradável. Se houver alguma mudança que afete esta proporção, no final
da mastigação a goma tornar-se-á macia ou dura. Mesmo pequenas mudanças na
proporção do aroma, causarão significantes mudanças no produto final.
- UmectantesGoma de mascar ou goma de bola absorverão ou perderão umidade para o
ambiente. No caso de absorção de umidade, a goma tornar-se-á mole, escurecerá e
ficará demasiadamente macia para ser mascada. E, após perder a umidade adquirida
ficará aderida à embalagem sendo difícil de abri-la.
A perda da umidade devido a climas muito secos provoca endurecimento do
produto e curto tempo de vida de prateleira. O mais efetivo caminho para estender o
tempo de vida de uma goma é o uso de materiais de embalagem. Esta prática nem
sempre é utilizada, pois o custo de materiais a prova de umidade é muito alto e também
é impossível conseguir uma ótima vedação ao ambiente em máquinas de embalagem
de alta velocidade. Muitos produtores de chicle costumam embalar as caixas displays
para proteger o produto de climas drásticos e também para protegê-las na primeira
etapa de distribuição, mas uma vez que o produto chega ao ponto de venda, este papel
protetor é removido e novamente a goma pode ser afetada pelas condições ambientes.
Umectantes são adicionados na formulação da goma, pois alteram a atividade de
água do produto, prolongando a maciez do produto durante a estocagem, distribuição e
vendas. Atividade de água é a medida do tempo e da velocidade na qual a goma chicle
absorve ou perde água do ambiente. Para a maioria das formulações de gomas, a
umidade relativa de 55% é o ponto central para a perda ou ganho de umidade. Sob
38
umidade acima de 55%, a goma tornar-se-á mais úmida com o passar do tempo, e sob
umidade abaixo de 55% a goma ficará seca e mais dura sob ação do tempo. A adição
de um umectante diminuirá o ponto central de 55% de umidade e reduzirá o teor de
perda de umidade. Por esta razão sempre deverá ser usado um umectante, tanto em
climas normais como secos. Já em áreas muito úmidas não é necessário a adição de
umectantes na formulação dos chicles.
Os umectantes comumente usados nas gomas são: glicerina ou sorbitol. A
concentração de glicerina usada em fórmulas normais é de 0,3 a 0,5%, mas em gomas
mais macias e bem embaladas, os níveis podem chegar na faixa de 2,0%.
Recentemente muitos produtores estão usando açúcar invertido em substituição a
glicerina, somente em gomas não ácidas. Os resultados até então obtidos foram
satisfatórios.
- AcidulantesA adição de acidulantes na formulação da goma objetiva melhorar e ressaltar o
aroma. Os acidulantes mais usados em gomas são cítrico, tartárico, málico e fumárico
em níveis variando na faixa de 0,3 a 1,2%. Estes são geralmente adicionados na forma
de pó fino junto da primeira porção do açúcar para garantir boa homogeneização em
toda extensão do lote. Quando aromas de frutas refrescantes como laranja, limão,
morango, uva ou cereja são usados é necessário a adição de acidulantes para
caracterização do aroma.
Os acidulantes podem causar problemas durante o processo, quando uma goma
base ácida for misturada com goma base não ácida. O processo de goma ácida é
problemático devido ao efeito que os acidulantes têm sobre outros ingredientes
principalmente sobre o açúcar, causando sua inversão para levulose, a qual é
higroscópica. Esta ação faz com que a goma absorva mais rapidamente a umidade do
ambiente, mesmo com baixa umidade relativa. Já as gomas não ácidas nas mesmas
condições de armazenamento e distribuição, não absorvem umidade. Para corrigir este
problema, a goma deve ser embalada em embalagens herméticas.
Os acidulantes poderão descaracterizar as cores usadas nas gomas ou até
mesmo descolorir. O efeito é mais acentuado na cor vermelha que é usada nas gomas
39
de frutas do tipo morango, cereja e framboesa. Este problema é facilmente corrigido
pela ampla gama de corantes alimentícios que se dispõe. Já os efeitos pela adição de
acidulantes em gomas de tons laranja e amarelo são menos pronunciados.
- CorantesOs corantes são usados em gomas para dar identificação e caracterização do
aroma utilizado. Os maiores problemas com os corantes são as restrições legais. Cada
país no mundo tem suas regulamentações para os tipos de corantes usados e em que
tipo de produto alimentício podem ser usado. É importante verificar a legalidade de
cada corante, quando produtos coloridos são exportados para outros países.
Existem dois tipos de corantes usados em gomas: solúveis e insolúveis em água.
Os corantes solúveis em água são mais comuns e devem ser dissolvidos em água
antes de adicionados na goma chicle. Isto garante boa distribuição de cor e máxima
intensidade. Os corantes insolúveis em água são formas precipitadas de pigmentos.
Eles são adicionados no lote da goma fabricada nos primeiros estágios de mistura para
garantir completa homogeneização do produto. Estes corantes são conhecidos como
lakes ou lacas.
Laca é um corante alimentício absorvido pela superfície de um suporte em pó e
inerte, tal como alumina. Como a densidade deste corante neste suporte é
extremamente pequena, o manuseio do pó requer certos cuidados tais como: deve ser
pesado em pequenos recipientes ou cartuchos em salas de pesagem distantes da
fabricação do produto final, do material para embalar, etc., por causa do pó flutuante no
ar. Esses corantes são muito sensíveis a luz e desbotariam facilmente se fossem
expostos à luz solar ou luz fluorescente. A armazenagem dos mesmos deve ser muito
bem controlada.
- Plastificantes e/ou emulsificantesA adição de plastificantes e/ou emulsificantes na formulação de gomas de
mascar ou de bola visa facilitar a homogeneização de componentes imiscíveis, pelo
balanceamento hidrofílico – lipofílico. Esses aditivos também melhoram a distribuição
do aroma no chicle.
40
No caso de aromas que não apresentam óleos essenciais na sua composição, é
necessário a adição de plastificante ou emulsificante para melhorar a textura da goma
uma vez que o aroma é o responsável por essa função.
Os aromas dos tipos: morango, cereja, uva, maçã verde, melancia, framboesa e
abacaxi, geralmente não possuem na sua formulação nenhum óleo essencial e na
maioria dos casos o solvente utilizado é a triacetina ou glicerina, que são totalmente
solúveis na saliva e extraídos do chicle através do ato de mascar. Portanto, estes
aromas não atuam como bons plastificantes para a goma base e quando utilizados
necessitam da adição de emulsificantes ou plastificantes para evitar que o chicle
endureça durante a mascagem.
Os plastificantes mais usados são as lecitinas e os óleos vegetais de milho ou
girassol. Geralmente são utilizados em proporções entre 0,2 a 0,5% sobre o peso do
chicle.
As lecitinas são os melhores aditivos para tal fim, porque apresentam
propriedades emulsificantes e plastificantes. Quando a lecitina é utilizada na formulação
de chicles, temos uma série de vantagens:
- aumenta maciez do chicle;
- atua como plastificante da goma base;
- atua como emulsificante para aromas e corantes;
- reduz a quebra durante a extrusão.
A lecitina não deve ser usada em gomas chicles que contenham aromas do tipo
laranja, limão, tangerina devido à presença de óleos essenciais que plastificam a goma
base.
3.2.2 Produção de chicle bola recheado e drageadoO chicle recheado e drageado tem sua produção muito complexa, pois recebe
recheio em seu interior e ainda depois de estampado recebe uma calda de açúcar e
corante que forma uma capa na sua parte externa.
A Fig. 21 mostra o chicle bola recheado e drageado.
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Figura 21 - Chicle bola recheado e drageado.
O fluxograma da Fig. 22 mostra o processamento do chicle recheado e
drageado.
Misturador
Estocagem
Extrusão
Trefilagem
Estampagem
Resfriamento
Armazenamento
Drageamento
Brilho
Embalagem
Embalagem final
Figura 22 - Fluxograma do processamento do chicle recheado e drageado
- Misturador
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O misturador é o equipamento utilizado para misturar o açúcar, a goma base, o
xarope de glicose, a essência, o ácido cítrico e os corantes. Os ingredientes são
misturados até que a massa seja formada.
O misturador possui dois braços que giram em direções opostas durante o
processo de mistura e possui uma camisa de aquecimento (óleo, água ou vapor) para
aquecer a máquina somente nas primeiras cargas de goma, após é desligada para o
restante das cargas durante todo o dia.
O problema mais freqüente encontrado na produção de chicles é a aplicação de
altas temperaturas na mistura da goma; este problema não pode ser corrigido pelo
resfriamento da massa. A temperatura ideal para a mistura da goma é de 45°C, porém,
uma faixa de 45 a 55°C é aceitável.
O tempo de mistura é outro ponto crítico na produção do chicle, porém depende
dos componentes e tamanho do sigma, geralmente dura cerca de 15 a 20 minutos. Um
tempo muito prolongado de mistura pode causar a cristalização do açúcar,
endurecendo muito o produto, desta forma prejudicando a qualidade.
- EstocagemApós a mistura dos ingredientes no misturador, a massa é resfriada sobre uma
mesa por 15 minutos, cortada em pedaços e transportada para a extrusora.
- ExtrusãoNa extrusora a massa é alimentada de forma gradual, resultando em um cordão.
Nessa etapa, através de uma bomba, é injetado o recheio líquido previamente
misturado e cozido em tacho aberto.
- TrefilagemA trefilagem visa o ajuste do diâmetro do cordão proveniente da extrusora. Para
esta operação deve ser adicionado amido de milho que evita a aderência do produto ao
equipamento.
- Estampagem
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Na estampadora o cordão de massa adquire o formato final do produto. A
estampagem é realizada com um estampo rotativo, que consiste em um cilindro rotativo
composto por ‘castanhas’ (formas) que se abrem e fecham em um determinado ponto
de forma a modelar o cordão ao contornar o cilindro.
A temperatura da massa é um fator importante na estampagem, pois influencia
diretamente na qualidade do produto. A massa apresentará uma maior viscosidade se
sua temperatura for muito alta, podendo grudar nas castanhas do estampo ou causar a
deformação dos chicles através do impacto de sua queda ao saírem do estampo. A
viscosidade da massa será muito baixa caso a temperatura estiver muito fria, impedindo
a modelagem do produto.
- Resfriamento finalOs chicles ainda quentes são dirigidos individualmente ao túnel de resfriamento,
com temperatura controlada, por meio de esteiras. O resfriamento tem por objetivo
manter o formato dos produtos estampados. Após os chicles são recolhidos em
pequenas caixas para serem armazenados.
- ArmazenamentoOs chicles estampados e resfriados, são levados para salas com temperatura e
umidade controlada onde ficam armazenados por um determinado tempo, para
adquirirem uma consistência adequada.
- DrageamentoApós adquirida uma consistência adequada na sala de armazenamento, os
chicles são conduzidos a outra sala com temperatura e umidade controlada para a
etapa de drageamento.
O drageamento é realizado em drageadeiras, que são tambores rotativos
abertos, onde recebem uma determinada quantidade de chicle. O chicle é então
submetido a vários banhos com um xarope de açúcar, água, malto dextrina e corante,
previamente misturados e cozidos. Ao receberem o banho de xarope são secos com ar,
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sendo que vão adquirindo uma capa drageada até que atinjam o ponto desejado, que é
estabelecido pelo peso final.
- BrilhoNesta etapa os chicles drageados seguem para uma drageadeira onde recebem
uma cera a qual dará o brilho para a capa formada anteriormente.
- EmbalagemO produto, então é conduzido para as embrulhadeiras que o embala com o rótulo
específico do produto. O produto segue para a esteira de revisão da qualidade, onde
será realizada uma revisão no embrulho, garantindo assim a qualidade final.
- Embalagem finalO produto embalado individualmente segue para a balança, onde é previamente
estabelecido o peso. Em seguida é acondicionado em displays de papelão específicos
do produto, e em caixas de papelão ondulado (caixa de embarque).
3.2.3 Produção de chicle planoO chicle plano é mais simples se comparado ao chicle recheado e drageado,
pois após extrusão já tem condições de ser cortado e embrulhado, sofrendo apenas um
resfriamento.
A Fig. 23 mostra o chicle plano.
Figura 23 - Chicle plano
O fluxograma da Fig. 24 descreve o processamento do chicle plano.
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Misturador
Estocagem
Extrusão
Resfriamento
Embalagem
Seleção
Embalagem final
Figura 24 - Fluxograma do processamento do chicle plano
- MisturadorNo misturador, equipamento misturador com camisa de aquecimento, adiciona-
se: açúcar, goma base, xarope de glicose, essência, glicerina, ácido cítrico, corantes.
Os ingredientes são misturados (sovados) até que a massa seja formada.
- EstocagemA seguir a massa fica acondicionada na mesa de estocagem para descansar e
esfriar.
- ExtrusãoAs massas são colocadas no funil da extrusora de forma gradual, resultando em
vários cordões, os quais já possuem o diâmetro adequado para posterior
embrulhamento, sendo esta uma das diferenças da produção do chicle plano com o
chicle recheado e drageado. Outra diferença é que o chicle plano não recebe recheio.
- Resfriamento final
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Os cordões de massa são dirigidos ao túnel de resfriamento, com temperatura
controlada, por meio de esteiras giratórias e seguem para serem embalados. Nesta
etapa possui outra diferença entre os processamentos do chicle plano e o chicle
recheado e drageado, onde são os cordões que passam pelo túnel de resfriamento e
não os chicles já estampados como na produção do chicle recheado e drageado.
- EmbalagemO cordão de massa é conduzido para a máquina embrulhadeira que processa o
formato, corta e embrulha individualmente o produto com o rótulo e tatuagem específico
de acordo com o sabor, não recebendo assim as etapas de armazenamento e
drageamento como no processamento do chicle recheado e drageado.
- Seleção
Após embrulhados os produtos são transportados até uma esteira de seleção
onde são selecionados manualmente. Durante a seleção são retirados produtos com
defeito (deformados ou que apresentem falhas no embrulhamento) para evitar que
estes cheguem às mãos do consumidor.
- Embalagem finalO produto embalado individualmente segue para a balança, onde é previamente
estabelecido o peso é acondicionado em displays de papelão específicos do produto, e
acondicionado em caixas de papelão ondulado (caixa de embarque).
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4 Sugestões
As disciplinas de operações unitárias poderiam ser mais aprofundadas,
atualizadas e ilustrativas, utilizando-se mais visitas técnicas.
As aulas práticas realizadas em laboratório poderiam ser mais exigidas, e
cobradas em avaliações (provas).
As disciplinas de economia e administração de empresas deveriam ser
ministradas por professores com maiores conhecimentos na área de alimentos, fazendo
com que as aulas tornem-se mais direcionadas para o curso de Química de Alimentos.
Tendo em vista de que o controle de qualidade da produção é uma atividade
promissora para os Químicos de Alimentos e o profissional que atua nessa área além
de ter domínio técnico deve ter facilidade para o trabalho em equipe e principalmente
“espírito de liderança”, já que lida com diversas pessoas que possuem variadas culturas
e hábitos que vão da particularidade de cada indivíduo, seria vantajoso se o curso
incentivasse e explorasse mais práticas relacionadas com recursos humanos, práticas
de liderança, psicologia, trazendo dessa forma mais segurança e experiência para o
profissional que irá enfrentar o mercado de trabalho.
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5 Conclusão
O estágio realizado nos setores de controle de qualidade ambiental e do chicle
foi uma experiência profissional e pessoal única, uma vez que possibilitou colocar em
prática os conhecimentos adquiridos ao longo do curso de Bacharelado em Química de
Alimentos além da aquisição de novos conhecimentos.
Ao presenciar o trabalho realizado pelo controle de qualidade ambiental foi
possível perceber a importância de tratar e destinar de forma adequada os resíduos
líquidos e sólidos produzidos por uma empresa de alimentos.
Com o estágio realizado no setor do chicle pôde-se ter uma visão prática do
funcionamento de uma linha de processamento de uma indústria de alimentos, desde
questões ligadas com funcionários até busca por alcançar metas de produção, tudo isso
interligado com soluções de problemas rotineiros e imprevistos.
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6 Referências
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