UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO PR-REITORIA DE PESQUISA E PS-GRADUAO

COORDENAO DE PS-GRADUAO CURSO DE PS-GRADUAO LATU SENSU EM HIGIENE E INSPEO DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL E VIGILNCIA SANITRIA

UTILIZAO DA GUA NA INDSTRIA DE ALIMENTOS

Viviane Guimares de Castro

So Paulo, nov. 2006

VIVIANE GUIMARES DE CASTRO Aluna do Curso de Especializao Latu sensu em Higiene e Inspeo de Produtos de Origem Animal e Vigilncia Sanitria

UTILIZAO DA GUA NA INDSTRIA DE ALIMENTOS

Trabalho monogrfico do curso de ps-graduao em Higiene e Inspeo de Produtos de Origem Animal e Vigilncia Sanitria como requisito parcial para a obteno de ttulo de Especialista em Higiene e Inspeo de Produtos de Origem Animal e Vigilncia Sanitria, sob a orientao da Mestre Ana Rita Sousa Coutinho

So Paulo, nov. 2006

UTILIZAO DA GUA NA INDSTRIA DE ALIMENTOS

Elaborado por Viviane Guimares de Castro Aluna do Curso de Higiene e Inspeo de Produtos de Origem Animal e Vigilncia Sanitria

Foi analisado e aprovado com grau:.......................................

So Paulo,..........de.............................de.....................

Ana Rita Sousa Coutinho Mestre Orientador

So Paulo, nov.2006

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Dedico este trabalho aos familiares, principalmente meu marido e meu filho, que amo tanto.

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Agradecimentos minha famlia - principalmente minha me, pois sem ela no seria possvel realizar este curso. A minha orientadora e amiga, que apesar da distncia e saudade foi possvel me orientar neste estudo, pois sem sua ajuda este trabalho no seria possvel.

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Resumo

A gua possui um importante papel na indstria de alimentos. As principais funes da gua neste setor se concentram no consumo humano, na higienizao dos animais (quando em abatedouros), nas dependncias fsicas das instalaes e nos equipamentos industriais. Deste modo o presente estudo teve com objetivo principal salientar a importncia de se manter o padro de qualidade da gua de abastecimento industrial. Os padres de qualidade da gua de abastecimento industrial iro variar de acordo com a sua procedncia, podendo a gua ser de origem superficial, subterrnea ou de abastecimento pblico, sendo que as guas subterrneas apresentam melhor padro de qualidade quando comparado s guas superficiais. A renovao da gua na Terra se faz pelo ciclo hidrolgico, atravs da evaporao das guas de rios, reservatrios, mares e oceanos e atravs da transpirao da vegetao, formando as nuvens que, em condies favorveis, daro origem precipitao. A precipitao, ao atingir o solo, pode escoar superficialmente at atingir os corpos dgua ou infiltrar at atingir o lenol fretico. Entre os padres de qualidade da gua podemos citar as caractersticas microbiolgicas e fsico-qumicas. O padro microbiolgico uma analise de grande importncia, pois esta diretamente correlacionada com a qualidade da gua ingerida ou agregada nos alimentos, e quando contaminada pode funcionar como um veiculo de disseminao de doenas nos indivduos que a consomem. Entre outros padres de qualidade da gua, tem-se as caractersticas fsico-qumicas que influenciam na gua utilizada nas caldeiras para calor, neutraliza a ao de detergentes utilizados nos processos de higienizao, quando cida pode provocar corroses nos equipamentos. As variaes dos componentes qumicos da gua provocam incrustaes prejudiciais e indesejveis em tubulaes, servindo como isolantes trmicos, alm de entupir vlvulas com riscos de exploso, e tambm de abrigar bactrias sendo de difcil higienizao.

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SUMRIOPgina RESUMO..................................................................................................................... v NDICE DE TABELAS.............................................................................................. vii

NDICE DE FIGURAS............................................................................................... viii 1. GUA: INSUMO ESSENCIAL PARA O DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL............................................................................................................. 1.1. Distribuio da gua no Planeta...................................................................... 1.2. Ciclo Hidrolgico............................................................................................. 1.3. guas Subterrneas e Superficiais.................................................................... 1 3 5 7

1.4. Utilizao da gua na Indstria........................................................................ 11 2. QUALIDADE DA AGUA NA INDSTRIA......................................................... 13

2.1. Caractersticas Fsicas....................................................................................... 13 2.2. Caractersticas Qumicas................................................................................... 15 2.3. Caractersticas Microbiolgicas........................................................................ 22 3. METODOS DE TRATAMENTO DE AGUAS INDUSTRIAIS ........................... 3.1. Utilizao do Cloro na gua............................................................................ 4. CONCLUSO......................................................................................................... REFERNCIAS LIOGRFICAS............................................................................... 25 27 29 30

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LISTA DE TABELAS

1. Classificao da gua quanto dureza................................................................. 2. Padro de aceitao para consumo humano das caractersticas fsicas e qumicas da gua...................................................................................................... 3. Gneros detectados nas provas para coliformes fecais e totais............................ 4. Padres microbiolgicos de potabilidade da gua para consumo........................

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LISTA DE FIGURAS

1. Ciclo hidrolgico.................................................................................................. 2. Zona de ocorrncia da gua no solo.....................................................................

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1. AGUA: UM INSUMO ESSENCIAL PARA O DESENVOLVIMENTO INDUSTRIAL Sempre houve grande dependncia dos recursos hdricos para o desenvolvimento econmico. A gua funciona como fator de desenvolvimento, pois ela utilizada para inmeros usos diretamente relacionados com a economia (regional, nacional e internacional). Os usos mais comuns e freqentes dos recursos hdricos so: gua para uso domstico, irrigao, uso industrial e hidroeletricidade (TUNDISI,2003).

A gua um dos principais componentes de diversas operaes em indstrias de alimentos. usada como veculo para aquecimento e resfriamento, assim como para limpeza e sanificao de equipamentos. A gua ainda usada como um ingrediente ou veculo para incorporar ingredientes a alimentos (LEITE et al., 2003).A anlise da gua natural pode indicar a presena de mais de cinqenta constituintes, tais como: slidos ionizados, gases, compostos orgnicos dissolvidos, matria em suspenso, incluindo microorganismos, entre outros. Mesmo quando proveniente de precipitao pluviomtrica, sendo considerada pura, a gua contem slidos dissolvidos, absorve gases e diversas substncias em suspenso na atmosfera (ANDRADE e MACDO, 1996).

Os critrios de

qualidade de gua se baseiam em: aspectos fsicos, qumicos e microbiolgicos; os quais foram estabelecidos pela Portaria no 1.469 (BRASIL, 2001). De acordo com PORETTI citado por LEITE et al. (2003) estes critrios de qualidade da gua so necessrios para evitar riscos sade do consumidor e reduzir efeitos indesejveis nas instalaes e nos processamentos como corroso, formao de depsitos ou sedimentos.

As anlises fsicas medem e indicam caractersticas perceptveis pelos sentidos (cor, turbidez, odor e sabor). So caractersticas subjetivas, mas que podem ser prejudiciais a diversas operaes durante o processamento de alimentos (FIESP, 2005). Os aspectos qumicos da gua se baseiam em substncias dissolvidas, avaliadas por meios analticos, como, dureza, acidez, pH, alcalinidade, cloretos, cloro residual, entre outros (ANDRADE e MACDO, 1996). Em relao qualidade microbiolgica, a gua pode atuar como veculo de microrganismos patognicos e deteriorantes, constituindo um risco qualidade do alimento e sade do consumidor (ANDRADE e MACDO, 1996). A gua de consumo humano um dos importantes veculos de enfermidades diarricas de natureza infecciosa. As doenas de veiculao hdrica so causadas principalmente por microrganismos patognicos de origem entrica, animal ou humana, transmitida basicamente pela rota fecal-oral. Indivduos infectados eliminam microorganismos pelas fezes, que so ingeridos por outros indivduos na forma de gua ou alimento contaminado por gua poluda com fezes (AMARAL et al., 2003). Entre o ano de 1900 a 2000, o uso da gua no planeta aumentou a proporo dez vezes. O uso da gua acelera em todas as regies, continentes e pases. medida que as atividades econmicas se diversificam a necessidade de gua aumenta. necessrio atingir nveis de sustentao compatveis com as presses da sociedade de consumo, a produo industrial e agrcola (TUNDISI, 2003).

A utilizao de gua de abastecimento de boa qualidade condio essencial para um controle higinicosanitrio. Assim, se a fonte de abastecimento da indstria se apresenta contaminada por matria fecal, o risco da introduo de microrganismos patognicos muito alto. Alm disso, a gua apresenta uma microbiota natural, composta de microrganismos nopatognicos, mas que se constituem em importantes agentes de deteriorao, em virtude de suas atividades proteolticas e lipolticas (JUNIOR, 2004). Conseqentemente, os aspectos fsico-qumico e sensorial da gua de abastecimento no devem ser relegados em segundo plano, em virtude de seu uso nas caldeiras, com a finalidade de produzir vapor, que se constitui um fator de suma importncia no processo de higienizao. Assim, caso a gua apresente um teor excessivo de sais inorgnicos (clcio e magnsio), poder ocasionar grandes danos para a indstria, razo pela qual se torna necessrio a sua correo, o que acarretaria custos operacionais (JUNIOR, 2004).1.1. Distribuio da gua no Planeta O volume total da gua permanece constante no planeta, sendo estimado em torno de 1,5 bilhes de quilmetros cbicos. Os oceanos constituem cerca de 97% de toda a gua do planeta. Dos 3,6 % restantes, aproximadamente 2,25% esto localizados nas calotas polares e nas geleiras, enquanto apenas 0,75 % so encontrados na forma de gua subterrnea, em lagos, rios e na atmosfera, como vapor de gua

(www.cetesb.sp.gov.br). De acordo com ZIMBRES (2000) mais da metade da

gua de abastecimento pblico no Brasil provm das reservas subterrneas. A crescente preferncia pelo uso desse recurso hdrico, se deve ao fato de apresentar excelente qualidade e menor custo. Entretanto, cuidados contra a contaminao devem ser tomados, tais como: preservar a cobertura vegetal, diminuir o uso inadequado e desordenado do solo, evitar a utilizao excessiva de agrotxicos, entre outras. Grandes cidades brasileiras so abastecidas, totais ou parcialmente, por guas subterrneas. No Estado de So Paulo estima-se que 75% das cidades so abastecidas por poos, tendo como modelo cidade de Ribeiro Preto. Nos Estados do Paran e Rio Grande do Sul, 90% das cidades so abastecidas por guas subterrneas (ANA, 2002). medida que as populaes e as atividades econmicas crescem, muitos pases atingem rapidamente condies de escassez de gua ou se defrontam com limites para o desenvolvimento econmico. A demanda de gua aumenta rapidamente, com 70-80% exigidos para a irrigao, menos de 20% para a indstria, e apenas 6% para consumo domstico (AGENDA 21, 1992). Os problemas mais graves que afetam a qualidade da gua de rios e lagos so decorrentes, de esgotos domsticos e efluentes industriais dejetados inadequadamente, da perda e destruio das bacias de captao, da localizao errnea de unidades industriais, do desmatamento, da agricultura migratria sem controle e de prticas agrcolas deficientes. Os ecossistemas aquticos so perturbados, e as fontes vivas de gua doce esto ameaadas (AGENDA 21, 1992).

1.2. Ciclo Hidrolgico

O ciclo hidrolgico, ou ciclo da gua a constante mudana do estado da gua na natureza. O grande motor deste ciclo o calor irradiado pelo sol (ANA, 2002). Ociclo da gua responsvel pela renovao da gua no planeta, que se inicia com a energia solar incidente no planeta Terra, que responsvel pela evapotranspirao das guas dos rios, reservatrios e mares, bem como pela transpirao das plantas

(www.cetesb.sp.gov.br). Dentro do ciclo hidrolgico, a gua pode estar no estado gasoso, lquido ou slido, distribuindo-se tanto na superfcie da Terra como na atmosfera. Portanto, a gua est em constante circulao, passando de um meio a outro e de um estado fsico a outro, sempre mantendo o equilbrio, sem ganhos ou perdas de massa no sistema (BORGUETTI et al., 2004). Os processos que permitem esta circulao da gua so: evaporao, transpirao, precipitao, escoamento superficial, infiltrao e escoamento subterrneo.

Assim, a gua evapora a partir dos oceanos e corpos dgua, formando as nuvens, que, em condies favorveis, do origem precipitao, seja na forma de chuva, neve ou granizo. A precipitao, ao atingir o solo, pode escoar superficialmente at atingir os corpos dgua ou infiltrar at atingir o lenol fretico. Alm disso, a gua, interceptada pela vegetao e outros seres vivos, retorna ao estado gasoso atravs da transpirao, (Figura 1) (BORGUETTI et al., 2004). A vegetao tem um papel importante neste ciclo, pois uma parte da gua que cai absorvida pelas razes e acaba voltando atmosfera pela transpirao ou pela simples e direta evaporao (evapotranspirao) (ANA, 2002).

A gua retorna ao mar atravs do escoamento superficial dos rios, do escoamento subterrneo pela descarga dos aqferos na interface gua doce/ salgada e pela prpria precipitao sobre a rea dos oceanos (BORGUETTI et al., 2004). O caminho subterrneo das guas o mais lento de todos. A gua de uma chuva que no se infiltrou levar poucos dias para percorrer muitos quilmetros. J a gua subterrnea poder levar dias para percorrer poucos metros. Havendo oportunidade esta gua poder voltar superfcie, atravs das fontes, indo se somar s guas superficiais, ou ento, voltar a se infiltrar novamente (ANA, 2002).

FIGURA 1: CICLO HIDROLGICO. Fonte: BORGUETTI et al., (2004). A velocidade do ciclo hidrolgico varia de uma era geolgica a outra, bem como a proporo de guas doces e guas marinhas. As caractersticas do ciclo hidrolgico no so homogneas, da a distribuio desigual da gua no planeta. H 26 pases com escassez de gua e pelo menos quatro pases (Kuwait, Emirados rabes Unidos, Ilhas Bahamas, Faixa de Gaza territrio palestino) com extrema escassez de gua (TUNDISI, 2003).

1.3. guas Subterrneas e Superficiais

gua subterrnea toda a gua que existe abaixo da superfcie da Terra, preenchendo; poros, vazios intergranulares das rochas sedimentares, e fraturas, falhas e

fissuras das rochas compactas. As guas subterrneas cumprem uma fase do ciclo hidrolgico, uma vez que constituem uma parcela da gua precipitada (BORGUETTI et al., 2004). ANA (2002) aponta as seguintes vantagens das guas subterrneas: -So mais protegidas da poluio; -Baixo custo de sua captao e distribuio. A captao sendo prxima da rea consumidora torna vivel o processo de distribuio; -Dispensa o uso de tratamento, sendo vantajoso economicamente, e mais seguro para a sade humana; -Poos podem ser perfurados medida que aumente a necessidade, dispensando grandes investimentos de uma nica vez. As guas de superfcies, proveniente de rios e riachos, esto sujeitas a toda espcie de impurezas, por receber, durante os perodos de chuva, guas de enxurradas que carreiam substncias poluidoras. Alm disso, recebem guas residuais de indstrias, despejos de vilarejos e esgotos urbanos. Como conseqncia necessrio um tratamento adequado para o seu aproveitamento indstria. (JUNIOR, 2004). De acordo com BORGUETTI et al. (2004) aps a precipitao, parte das guas que atingem o solo se infiltra no interior do subsolo durante tempos variveis, decorrentes de fatores como: -Porosidade do subsolo. A presena de argila no solo diminui sua permeabilidade;

- Cobertura vegetal. A vegetao aumenta a permeabilidade do solo; -Inclinao do terreno: Em declividades acentuadas a gua corre mais rapidamente, diminuindo a possibilidade de infiltrao; -Tipo de chuva: Chuvas intensas saturam rapidamente o solo, ao passo que chuvas finas e demoradas tm mais tempo para se infiltrarem. Durante a infiltrao uma parcela da gua, sob a ao da fora de adeso ou de capilaridade, fica retida nas regies mais prximas da superfcie do solo, constituindo a zona no saturada. Outra parcela, sob a ao da gravidade, atinge as zonas mais profundas do subsolo, constituindo a zona saturada (Figura 2).

FIGURA 2: Zonas de ocorrncia da gua no solo. Fonte: BORGUETTI et al., (2004). Zona no saturada a parte do solo que est parcialmente preenchida por

gua. Nesta zona a gua ocorre na forma de pelculas aderidas aos gros do solo. Solos muito finos tendem a ter mais umidade do que os mais grosseiros, pois h mais superfcies de gros onde a gua fica retida por adeso. (ANA, 2002). Dentro desta zona encontra-se: a) Zona de umidade do solo: a parte mais superficial, com intensa perda de gua para a atmosfera (BORGUETTI et al., 2004). b) Zona intermediria: Regio compreendida entre a zona de umidade do solo e a franja capilar, com umidade menor do que na franja capilar e maior do que na zona superficial do solo (ANA, 2002). Em reas onde o nvel fretico est prximo da superfcie, a zona intermediria pode no existir, pois a franja capilar atinge a superfcie do solo. So brejos e alagadios, onde h uma intensa evaporao da gua subterrnea (ANA, 2002). c) Franja de capilaridade: Regio mais prxima ao nvel de gua do lenol fretico; a umidade maior devido presena da zona saturada abaixo. A gua existente nesta zona denominada guas capilares, originadas do contato com a gua do nvel fretico que ascende devido a foras capilares (ANA, 2002). A zona saturada a regio abaixo do lenol fretico (nvel fretico) onde os poros ou fraturas da rocha esto totalmente preenchidos por gua (ANA, 2002). Dependendo das caractersticas climatolgicas da regio ou do volume de precipitao e escoamento da gua, esse nvel pode permanecer permanentemente a grandes profundidades, ou se aproximar da superfcie horizontal do terreno, originando as zonas encharcadas ou pantanosas, ou convertendo-se em mananciais (nascentes) quando se

aproxima da superfcie atravs de um corte no terreno (BORGUETTI et al., 2004). AQFEROS so corpos rochosos com propriedades de armazenar e transmitir as guas subterrneas (ZIMBRES, 2000). Em aqferos freticos o nvel da gua varia segundo a quantidade de chuva. Em pocas com mais chuva o nvel fretico sobe e em pocas em que chove pouco o nvel fretico desce (ANA, 2002). Diversos fatores podem comprometer a qualidade da gua subterrnea. Entre estes fatores podem-se citar, o destino final do esgoto domstico e industrial em fossas e tanque spticos; a disposio inadequada de resduos slidos urbanos e industriais; postos de combustveis e a modernizao da agricultura as quais representam fontes de contaminao das guas subterrneas por bactrias vrus patognicos, parasitas, substncias orgnicas e inorgnicas (SILVA e ARAJO, 2003). As caractersticas qumicas das guas subterrneas refletem os meios por onde percorrem, guardando uma estreita relao com os tipos de rochas drenados e com os produtos das atividades humanas adquiridos ao longo de seu trajeto. Em reas industrializadas, encontra-se uma forte marca das atividades humanas na qualidade qumica das guas. Esta relao marcante onde predominam os aqferos do tipo fissural, passveis de serem influenciados pelas atividades humanas (ANA, 2002). A gua subterrnea pode ser captada no aqfero confinado ou artesiano, que se encontra entre duas camadas relativamente impermeveis, o que dificulta a sua contaminao, ou ser captada no aqfero no confinado ou livre, que fica prximo

superfcie, e est, portanto, mais suscetvel contaminao. Em funo do baixo custo e facilidade de perfurao, a captao de gua do aqfero livre, mais utilizada no Brasil (SILVA e ARAJO, 2003). O uso de gua subterrnea contaminada, no tratada ou inadequadamente desinfetada foi responsvel por 44% dos surtos de doenas de veiculao hdrica nos Estados Unidos, entre 1981 e 1988 (AMARAL et al., 2003).

1.4. Utilizao da gua na Indstria de Alimentos

De acordo com o Manual de Conservao e Reuso da gua elaborado pela FIESP (2005) os principais usos da gua nas indstrias so: a) Consumo humano: gua utilizada em ambientes sanitrios, vestirios, cozinhas, refeitrios, bebedouros, equipamentos de segurana (hidrante, lava-olhos,) ou em qualquer atividade domstica com contato humano direto; b) Matria Prima: incorporao da gua ao produto final; c) Fludo auxiliar na preparao de suspenses, solues qumicas, reagentes qumicos, veculo, ou ainda, para as operaes de lavagem; d) Gerao de energia: a gua pode ser utilizada por meio da transformao da energia cintica, potencial ou trmica, em energia mecnica e posteriormente em energia eltrica; e) Fludo de aquecimento e/ou resfriamento: a gua pode ser utilizada como fluido de transporte de calor para remoo do calor de misturas reativas ou outros

dispositivos que necessitem de resfriamento. De acordo com JUNIOR (2004) nos estabelecimentos que se limitam ao abate, as guas so utilizadas para quatro finalidades, tais como: a) Consumo: Tanto os animais que esto retidos nos currais quanto aos empregados, imprescindvel que a gua apresente suas caractersticas de potabilidade, bem como a concentrao mxima de 1 ppm de cloro residual livre. b) Lavagem: a gua para a higienizao dos animais, como banho de asperso, tanto na rampa quanto na seringa, de ser potvel deve revelar uma concentrao de 15 ppm de cloro residual livre. A gua para a lavagem das meias - carcaas, dos equipamentos, dos instrumentos de trabalho e dos utenslios, alm de potvel deve apresentar um teor de 1 ppm cloro residual. A gua que se destina a higienizao das dependncias pode apresentar 10 ppm de cloro residual livre. c) Higiene pessoal: Utilizada para higienizao das mos e antebraos, durante a higienizao corporal (banho), bem como nos sanitrios, deve apresentar-se com caractersticas de potabilidade, e o teor de 1 ppm cloro residual livre . d) Produo de vapor: O ponto crtico da gua utilizada nas caldeiras a sua concentrao de bicarbonatos, sulfatos e cloretos (principalmente de clcio e magnsio), que determinar o seu grau de dureza. A gua considerada dura provocar incrustaes prejudiciais e indesejveis em sua tubulao, prejudicando a transmisso de calor, pelo fato de agir de isolante trmico, com riscos de exploso.

2. QUALIDADE DA GUA NA INDSTRIA

Como relatado anteriormente, os critrios de qualidade da gua na indstria se concentram em aspectos fsicos, qumicos e microbiolgicos (ANDRADE e MACDO, 1996). 2.1. Caractersticas fsicas:

As caractersticas fsicas so avaliadas atravs da cor, turbidez, odor e sabor (ANDRADE Y MACDO, 1996). 1. Cor:

A cor de uma gua conseqncia de substncias dissolvidas. Quando pura, e em grandes volumes, a gua azulada. Quando rica em ferro, arroxeada. Quando rica em mangans, negra e, quando rica em cidos hmicos amarelada (ANA, 2002). A presena de substncias de natureza orgnica (taninos, lignina e produtos de sua decomposio) ou inorgnica (ons frricos e humatos frricos). Podem manchar materiais como tecidos, dificultando processos industriais, alm de ocasionar certa repulsa (aspecto sujo) da gua (FIGUEIREDO, 1999). As alteraes da cor da gua resultam principalmente dos processos de decomposio ocorridos no meio ambiente. Conseqentemente como relatado

anteriormente as guas superficiais so mais sujeitas a apresentar colorao do que as guas subterrneas. A cor tambm pode ser devido presena de ons metlicos como ferro e mangans, plncton e despejos industriais (LEITE et al., 2003). A cor verdadeira causada por partculas dissolvidas e colides, em geral com dimetro menor que 1,2m. A cor aparente causada por partculas maiores que 1,2m, em suspenso ou fixas; tambm pode ser devido influncia e reflexos do ambiente exterior, como nuvens e vegetao marginal ou ento da prpria natureza do sol (PDUA, 2001). Segundo a Portaria n 1.469, de 29 de dezembro de 2000, o valor mximo permitido (VMP) para cor aparente da gua potvel de 15uH (unidade Hazen PtCo/L) (BRASIL, 2001). 2. Turbidez:

A turbidez refere-se suspenso de materiais de qualquer natureza na gua (ANDRADE e MACDO, 1996). Ocorre devido alterao da penetrao da luz pelas partculas em suspenso que provocam a sua difuso e absoro. Essas partculas podem ser constitudas por plncton, bactrias, argila, areia, fontes de poluio e outros (LEITE, et al., 2003). Esta caracterstica da gua quantifica a concentrao de partculas slidas, semifludo, orgnicas e/ou inorgnicas, em suspenso com dimetro maior que 1,2m, que provocam disperso dos raios luminosos. Pode ser removida por filtrao, centrifugao ou sedimentao (PDUA, 2001). A turbidez mede a capacidade que o meio tem em dispersar a radiao luminosa, sendo, portanto, indicadora no s da capacidade de variao quantitativa, como qualitativa da luz no interior da massa lquida (PDUA, 2001). Quanto maior a turbidez, maior a quantidade de slidos em suspenso, menor a transparncia da gua. guas com maior turbidez apresentam-se mais escuras (PDUA, 2001). Em guas de superfcies, a turbidez pode atingir 2.000 mg/L, expressas em SiO2, enquanto que nas indstrias de alimentos e em gua potvel esse valor no deve ser superior a 5 mg/L ou UT (unidade de turbidez) (BRASIL, 2001). 3. Odor e sabor:

Odor e sabor so duas sensaes que se manifestam conjuntamente, o que torna difcil sua separao. A gua pura no produz sensao de odor ou sabor nos sentidos humanos e em geral, as guas subterrneas so desprovidas de odor. Independente da origem, a presena de sabor e odor so indesejveis em gua potvel, no devendo ser um empecilho ao consumo (BRASIL, 2001). Os produtos que conferem odor ou sabor gua so usualmente originados de matria orgnica ou da atividade biolgica de microrganismos, ou ainda de fontes industriais de poluio (ANDRADE e MACEDO, 1996).

2.2. Caractersticas qumicas

Aspectos qumicos relevantes na qualidade da gua em indstria de alimentos so os mais importantes ndices que caracterizam a qualidade da gua sob os aspectos de processamento, higiene e economia nas indstrias de alimentos. (FIGUEIREDO, 1999). Estes aspectos podem ser avaliados pelos ndices de dureza, acidez e alcalinidade, pH e ons dissolvidos (ferro, mangans e cloro) (FIGUEIREDO, 1999; PDUA, 2001). 1. Dureza: A dureza da gua pode ser definida como a capacidade da gua em precipitar sabes, devido presena dos ons de clcio e magnsio (incorporados gua pela sua passagem no solo), como tambm de outros metais polivalentes, como o ferro,

alumnio, mangans, estrncio e zinco. A dureza total representa a presena de ons metlicos bivalentes, como ons de clcio-Ca2+ e magnsio-Mg2+ (FIGUEIREDO, 1999; PDUA, 2001). A gua dura no apresenta problemas quanto a potabilidade. Porem na indstria esse problema deve ser tratado, pois em temperaturas elevadas, esses minerais tendem a formar incrustaes, sendo perigoso para as caldeiras, tempo e vida til de mquinas de lavar. Tambm podem reagir com sabes e detergentes, reduzindo suas funes (FIGUEIREDO, 1999). A gua pode ser classificada de acordo com a concentrao de sais dissolvidos na amostra, como por exemplo, os sais de baixa solubilidade (carbonatos de sdio, de clcio e de magnsio) e os sais de alta solubilidade (sulfato de sdio, sulfato de clcio e sulfato de magnsio, nitrato e cloro ou cloreto). Segundo a varivel dureza total, as guas em geral podem ser classificadas pelos teores de clcio e magnsio expressas em mg/l de CaCO3 relacionados na tabela 1 (PDUA, 2001). TABELA 1: CLASSIFICAO DA GUA QUANTO A DUREZA GUA MOLE At 50 mg/l GUA MODERADAMENTE DURA De 50 a 150 mg/l GUA DURA De 150 a 300 mg/l GUA MUITO DURA Acima de 300 mg/l Fonte: RICHETER e NETO, segundo FIGUEIREDO (1999). As guas duras, quando fervidas, precipitam os carbonatos, formando depsito nos equipamentos que utilizam essa gua. Esse depsito pode agir como uma capa isolante. Segundo FIGUEIREDO (1999) a fervura no suaviza a gua dura.

As incrustaes so originadas pelo aumento de concentrao de sais e outras substncias dissolvidas e/ou suspensas na gua, uma vez que estes materiais no saem junto com o vapor em condies normais de operao. Ao atingirem o ponto de saturao, estas substncias (principalmente sais de clcio e magnsio dureza e slica) se precipitam, formando um agregado muito duro e aderente nas superfcies de troca trmica das caldeiras. Como conseqncias das incrustaes tm a diminuio da transferncia de calor, aumento no consumo de combustvel e queda na produo de vapor, podendo at mesmo causar o rompimento de tubulaes devido ao superaquecimento (TROVATI, 2000). O tipo de dureza da gua pode ser classificado como temporria ou permanente. A dureza temporria deve-se presena de bicarbonato de clcio e magnsio que so precipitados pela ao de calor ou agentes alcalinos. A dureza permanente decorrente da presena de sulfatos, nitratos ou cloretos que so precipitados em presena de substncias alcalinas (LEITE et al., 2003). guas com alta dureza e alcalinidade apresentam sabor salobre e/ou salino e sensao de pesada. Podem ainda causar sensao de desconforto aps ingesto, por exemplo; pela ao laxativa de compostos como o sulfato de magnsioMgSO4 (Sal de Epson), e/ou do sulfato de sdio-Na2SO4 (Sal de Glauber) (PDUA, 2001). gua dura tambm um problema em casas e instalaes industriais, pois influencia a capacidade de sabes e detergentes em formar espumas (FIGUEIREDO, 1999).

A dureza da gua pode variar de 10 a 200 mg/L em gua doce, podendo alcanar at 2.500 mg/L em guas salgadas. Esses sais podem ser removidos das guas brutas por abrandamento, desmineralizao ou evaporao. Segundo a Portaria n 1.469, de 29 de dezembro de 2000, a gua potvel pode apresentar at 500 mg/L de CaCO3, mas no caso de caldeiras, o valor recomendado para a dureza da gua igual zero (BRASIL, 2001). 2. Acidez e Alcalinidade: A acidez representada pelos teores de C02 livre; cidos minerais e orgnicos, os quais por dissoluo liberam ons de hidrognio para a soluo. Qualquer tipo de acidez apresenta o risco de corrosividade (FIGUEIREDO, 1999). A acidez pode ser dividida em acidez orgnica, pela presena de CO2, e a acidez mineral, devido a cidos orgnicos e minerais oriundos de resduos industriais (ANDRADE e MACDO, 1996). O CO2 dissolvido na gua provoca a corroso de equipamentos e utenslios, neutraliza detergentes alcalinos, dificultando o estabelecimento do pH ideal nos procedimentos de limpeza. O ideal que a indstria utilize gua com pH prximo de 8,3, por no conter mais o gs carbnico. Para promover a alcalinizao da gua, deve-se usar hidrxido de sdio (RUZANTE e FONSECA, 2001). A alcalinidade, geralmente devida a carbonatos, bicarbonatos e hidrxidos de clcio, magnsio, ferro, sdio e mangans, podendo apresentar os mesmos problemas da gua dura em sistema de gerao de vapor. Os bicarbonatos podem liberar gs carbnico,

quando submetidos a altas temperaturas em caldeiras (FIGUEIREDO, 1999). A alcalinidade custica, devida presena de hidrxidos, uma caracterstica indesejvel, por ser indicativa de poluio e por ser prejudicial ao organismo e aos equipamentos. A alcalinidade apresenta os mesmos inconvenientes da dureza da gua em sistemas de gerao de vapor (ANDRADE e MACDO, 1996; FIGUEIREDO, 1999). Este ndice importante no controle da gua, estando relacionado com a coagulao, reduo da dureza, preveno da corroso nas canalizaes de ferro fundido da rede de distribuio. A gua que se apresenta alcalina aumenta a formao de precipitados e capaz de neutralizar detergentes cidos, exigindo maior concentrao de detergentes durante o procedimento de limpeza de equipamentos e superfcie (RUZANTE e FONSECA, 2001). De acordo com LEITE et al. (2003) a gua utilizada em caldeiras deve apresentar de 400 a 700 mg/L de alcalinidade em CaCO3. A gua potvel apresenta valores entre 10 e 50 mg/L, sendo assim necessria alcalinizao (pH 8,3 0,2.) para o uso em caldeiras. 3. pH: A maior parte das reaes qumicas que ocorrem durante o processamento e estocagem de alimentos profundamente alterada pela variao da concentrao hidrogeninica do meio (BRASIL, 2001). A medida adequada de pH de grande importncia em vrias operaes

com alimentos. Recomenda-se que, no sistema de distribuio, o pH da gua seja mantido na faixa de 6,0 a 9,5 (BRASIL, 2001). 4. Cloretos: Os cloretos esto presentes nas formas de cloreto de clcio, de magnsio e de ferro. Quando em concentraes elevadas, estes ons podem provocar corroso tipo fratura em tubulaes de caldeiras e equipamentos de ao inoxidvel, em indstrias de alimentos, penetrando na estrutura do ao, que o xido de cromo (Cr2CO3). Alm disso, formam incrustaes em pisos, paredes e equipamentos (ANDRADE e MACDO, 1996). O excesso de cloretos na gua pode trazer prejuzos indstria, principalmente em caldeiras. O limite da gua potvel e de manancial de 250 mg/L de cloretos, expresso em NaCl (BRASIL, 2001). O excesso deste on pode indicar poluio fecal, devido presena de urina em esgotos domsticos. Sendo assim, a partir do conhecimento do teor de cloretos da gua, possvel se obter informaes sobre o seu grau de mineralizao ou indcios de poluio. Os cloretos ainda podem ser oriundos de resduos domsticos e/ou industriais, bem como dos processos de fertilizao do solo que, atravs da lixiviao pela chuva, atinge os mananciais (LEITE et al., 2003). O controle de cloretos em caldeira feito pelas purgas que reduzem a concentrao de sais no interior da caldeira. A purga consiste na remoo da lama formada no interior das caldeiras por meio de vlvulas de escape. A freqncia das purgas definida em funo da dureza da gua, de forma que maiores concentraes de clcio e magnsio exigem maior freqncia (ANDRADE e MACDO, 1996).

Nas caldeiras de baixa presso (at 10 kgf. cm-2) a concentrao de cloretos no deve ultrapassar 200 mg/L. Em presses mdias (de 10 a 20 kgf. cm-2), dever ser inferior a 50 mg/L. Nas caldeiras de alta presso (acima de 20 kgf. cm-2) no se deve detectar a presena dos mesmos (ANDRADE e MACDO, 1996). 5. Ferro e Mangans: Sais de ferro e mangans podem se oxidar, formando depsitos e crostas. O ferro o principal mineral que altera a colorao da gua, dando-lhe um aspecto sujo, e interferindo em processos indstrias (tecidos manchados e diminuio da vida til dos filtros). Estes sais reagem com cloro residual livre, diminuindo os teores; e podem agir como protetor para microorganismos, servindo como substrato para o crescimento de ferrobactrias (FIGUEIREDO, 1999). guas com alto contedo de ferro, ao sarem do poo so incolores, mas ao entrarem em contato com o oxignio do ar ficam amareladas, conferindo uma desagradvel aparncia. Padres de potabilidade exigem que a gua de abastecimento pblico no ultrapasse os 0,3 mg/L de ferro (Tabela 2) (ANA, 2002).

TABELA 2: CARACTERSTICAS FSICAS E QUMICAS DA GUA - PADRO DE ACEITAO PARA O CONSUMO HUMANO PARMETRO Alumnio Amnia (como NH3) Cloreto Cor Aparente Dureza Etilbenzeno UNIDADE mg/L mg/L mg/L(2) (1)

uH mg/L mg/L

VMP 0,2 1,5 250 15 500 0,2

Ferro Mangans Monoclorobenzeno Odor Gosto Sdio Slidos dissolvidos totais Sulfato Sulfeto de Hidrognio Surfactantes Tolueno Turbidez Zinco Xileno FONTE: BRASIL, (2001).

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L(4)

0,3 0,1 0,12(3)

No objetvel(3)

UT mg/L mg/L

No objetvel 200 1.000 250 0,05 0,5 0,17 5 5 0,3

Notas: (1) Valor mximo permitido; (2) Unidade Hazen (mg PtCo/L); (3) critrio de referncia; (4) Unidade de turbidez.

2.3. Caractersticas microbiolgicas

A gua com qualidade microbiolgica insatisfatria nas indstrias de alimentos pode originar alteraes microbianas nos alimentos processados, alm de

possibilitar a presena de patgenos, colocando em risco a sade do consumidor (LEITE et al., 2003). As analises utilizadas para avaliar as caractersticas microbiolgicas da gua se baseiam em teste de Contagem Padro de Bactrias Heterotrficas e nmero de coliformes totais e fecais (FIGUEIREDO, 1999; LEITE et al., 2003).

1. Contagem Padro em Placas de Bactrias Heterotrficas:A contagem de bactrias heterotrficas "Pour Plate Method" ou contagem de Unidades Formadora de Colnias (UFC) uma anlise obtida por semeadura, em placa, de 1ml de amostra; e suas diluies so realizadas a permitir a contagem mnima estabelecida no padro bacteriolgico, por incorporao em gar padro ("Plate Count gar") a incubao de 35C por 48hs (BRASIL, 2000). Esse procedimento pode ser aplicado na indstria para deteco da fonte de contaminao atravs do teste de amostragem na linha de produo. Esta contagem tem a finalidade de estimar o nmero de bactrias, visto que certas condies do teste, como temperatura de incubao, composio do meio, pH, potencial de oxi-reduo, formao de aglomerados de bactrias e outros, limitam o crescimento de alguns microorganismos da amostra. Este mtodo baseia-se no princpio de que cada clula, ou grupos de clulas da mesma espcie se desenvolve no gar, formando uma colnia macroscopicamente visvel, possibilitando, deste modo, uma enumerao das bactrias presentes na amostra (LEITE et al., 2003).

A contagem de bactrias heterotrficas no deve exceder a 500 UFCs por ml. Valores acima podem indicar necessidade de clorao, limpeza de reservatrios e proteo do sistema (FIGUEIREDO, 1999). 2. Determinao do nmero mais provvel de coliformes totais e coliformes fecais: Bactrias do Grupo Coliforme compreendem E. coli e outros gneros da famlia Enterobacteriaceae. Coliformes so detectados pelas provas de bactrias Gramnegativas, que fermentam a lactose com formao de acido e gs a 35oC por 48hs. A tabela 4 resume os gneros detectados e no detectados nas provas para coliformes, fecais ou no fecais e sua enteropatogenicidade potencial para o homem. TABELA 3: GNEROS DETECTADOS NAS PROVAS PARA COLIFORMES Gnero Predominantemente de origem fecal SIM SIM Geralmente detectado Enteropatgeno para o Homem NO

Escherichi aEdwarsiella Citrobacter Salmonella Shigella Klebsiella SIM NO SIM SIM NO NO SIM NO NO SIM SIM NO NO NO NO SIM SIM NO NO NO NO

Enterobacter NO Hafnia Serratia NO NO

Proteus Yersinia Erwinia

NO SIM NO

NO NO NO

NO NO NO

Fonte: FIGUEIREDO (1999).

Coliformes de origem fecal ou termotolerantes so bactrias do grupo coliformes que apresentam as caractersticas do grupo, porm temperatura de incubao de 44,5C por 24 h (BRASIL, 2001). De acordo com os padres de a gua tratada no sistema de distribuio (reservatrios e rede) deve apresentar ausncia em 100 ml de E coli ou coliformes termotolerantes. Em relao aos coliformes totais, esta portaria determina o padro de ausncia em 100 ml em 95% das amostras examinadas no ms (BRASIL, 2001).

TABELA 4: PADRES MICROBIOLOGICO DE POTABILIDADE DA GUA PARA CONSUMOPARMETRO gua para consumo humano Escherichia coli ou coliformes(3) (1)

VMP(2)

Ausncia em 100ml

termotolerantes gua na sada do tratamento Coliformes totais Ausncia em 100ml

gua tratada no sistema de distribuio (reservatrios e rede)

E.coli ou coliformes(3)

Ausncia em 100ml

termotolerantes Coliformes totais Sistemas que analisam at 40 amostras por ms: Ausncia em 100ml em 95% das amostras examinadas no ms; Sistemas que analisam mais de 40 amostras por ms: Apenas uma amostra poder apresentar mensalmente resultado positivo em 100ml FONTE: BRASIL (2001). NOTAS: (1) Valor Mximo Permitido. (2) gua para consumo humano em toda e qualquer situao, incluindo fontes individuais como poos, minas, nascentes, dentre outras. (3) a deteco de E.coli deve ser preferencialmente adotada. 3.0. MTODOS PARA TRATAMENTO DE GUAS INDUSTRIAIS

Os mtodos para o tratamento de guas de abastecimento industrial consistem em adequar suas caractersticas sensoriais, fsico-qumicas e microbiolgicas ao padro oficial de potabilidade, utilizandose mtodos fsicos e qumicos (JUNIOR, 2004). O padro de qualidade para uso industrial mais severo que o para consumo domstico. As impurezas mais freqentes encontradas nas guas de abastecimento so constitudas de material em suspenso (areia, lama, restos vegetais, suspensides de matria orgnica ou de natureza mineral como silicatos) (JUNIOR, 2004). Processos fsicos e qumicos utilizados no tratamento da gua para abastecimento industrial, segundo JUNIOR (2004) e MORGADO (1999). O processo fsico consiste em decantao e filtrao. A decantao remove

cerca de 85% a 95% das substncias sedimentveis, reduz os slidos em suspenso, a cor, o nitrognio amoniacal, bactrias e outros elementos. J filtrao realizada sob presso, atravs da passagem da gua por sucessivas camadas de areia, formada por gros gradualmente menores, combinadas ou no com carvo ativado. O processo qumico feito atravs da coagulao, aerao, remoo da dureza, correo do pH e desinfeco. a) A coagulao consiste em produzir um precipitado, comumente de hidrxido de alumnio ou de ferro, utilizandose sulfatos, respectivamente de alumnio e de ferro. b) A aerao consiste em purificar a gua por meio do ar, atravs de agitao ou introduzindo ar comprimido por tubos perfurados localizados no fundo dos tanques. O hidrxido de clcio e o carvo ativado (atividade adsorvente) so eficazes na remoo de matria orgnica responsvel por cor, sabor e odor desagradveis na gua. Agicidas so utilizados em associao com o sulfato de cobre contra algas responsveis pela alterao de cor sabor e odor. c) A dureza como foi visto pode ser temporria ou permanente. A temporria conhecida como dureza de bicarbonato, removida pelo aquecimento, que transforma o bicarbonato (solvel) em carbonato (insolvel), precipitando-se. A permanente deve-se presena de sulfatos e/ou cloretos de clcio ou magnsio, em soluo, e que so precipitados e removidos por intermdio do hidrxido de clcio, do carbonato de sdio e pelo fosfato trissdico (JUNIOR, 2004; MORGADO, 1999).

A gua se for classificada como mole ou moderadamente dura, pode-se fazer o tratamento da gua internamente na caldeira, usando agentes complexantes como sais sdicos do EDTA e polifosfatos (hexametafosfato de sdio, tripolifosfato de sdio e tetrafosfato de sdio), ou precipitantes como o fosfato trissdico. Se a gua for dura (151-300 mg/l de CaCO3) deve-se fazer o tratamento de reduo da dureza antes da gua ser introduzida na caldeira, atravs de resinas sintticas trocadoras de ctions. As resinas usadas so de origem orgnica e obtidas, por exemplo, pela sulfonao do poliestireno (LEITE et al., 2003). d) O pH corrigido utilizando cal hidratada, com hidrxido de sdio ou com um cido, em funo de sua reao inicial. Na gua de abastecimento deve oscilar entre 6,0 e 7,0, tolerando-se 8,0, sendo determinado com o auxlio de mtodos potenciomtricos ou colorimtricos, com o objetivo de favorecer a atuao do cloro (JUNIOR, 2004; MORGADO, 1999). e) Na desinfeco utiliza-se o cloro, visando destruio de microrganismos patognicos para o homem e para os animais, e dos microrganismos responsveis pela deteriorao dos alimentos (JUNIOR, 2004; MORGADO, 1999). 3.1. Utilizao do cloro no tratamento da gua O cloro pode ser utilizado como um tratamento de baixo custo e alta eficiente na qualidade microbiolgica da gua (FIGUEIREDO, 1999). A maioria das estaes de tratamento de gua utiliza o cloro lquido ou gasoso por ser mais econmico. O cloro lquido extremamente corrosivo, devendo as

tubulaes ser resistentes as corroses. Os hipocloritos so sais do cido hipocloroso (HOCl). A forma mais utilizada a do hipoclorito de clcio (Ca(OCl)2. O Ca(OCl)2 contem cerca de 70% de cloro disponvel. O hipoclorito de sdio (NaOCl), normalmente est disponvel no mercado na forma lquida (gua sanitria), tendo concentrao entre 5 e 15% de cloro disponvel (MORGADO, 1999). Segundo JUNIOR (2004) algumas definies importantes: a) Dosagem de cloro: a quantidade disponvel, expressa em ppm, de cloro adicionado gua. b) Demanda de cloro: a quantidade, consumida, de cloro, em decorrncia de sua reao com impurezas presentes na gua, ou seja: a diferena entre a dosagem de cloro e o cloro residual total. c) Cloro residual total: a quantidade de cloro resultante entre a dosagem e a demanda. a concentrao de cloro capaz de ser detectada pelo teste de orto-tolidina de 5 minutos. d) Cloro residual combinado: aquele que combinou com compostos nitrogenados (matria orgnica) presentes na gua, formando as cloraminas. e) Cloro residual livre: aquele responsvel pelo poder germicida na gua. A sua concentrao corresponde diferena entre o cloro residual total e o cloro residual combinado. O cloro residual total encontra-se na forma de cloro residual livre (CRL) ou cloro combinado com matria nitrogenada, formando cloraminas. Dependendo do pH, o

CRL pode-se apresentar-se nas formas de cido hipocloroso (HClO), ons hipoclorito (ClO-) ou como uma mistura dessas formas (LEITE et al.,2003). A dosagem do teor de cloro residual que permanece na gua aps o processo de clorao permite avaliar se a gua est em condies de uso e isenta de bactrias patognicas. Quando o cloro adicionado gua, uma pequena quantidade, de 0,25 a 0,75 ppm, reage com as impurezas contidas. Esse cloro consumido no apresenta propriedades germicidas. Quando a demanda de cloro adicionado satisfeita, o que restou constitui o cloro residual total (JUNIOR, 2004). Entre as vantagens do uso de cloro, pode-se citar: inibe a formao de limo; elimina odores; reduz a contagem de microrganismo e reduz o tempo de limpeza (JUNIOR, 2004).

CONCLUSO

A gua amplamente utilizada nas indstrias de alimentos como veculo para aquecimento e resfriamento, limpeza e sanificao de equipamentos, alm do seu uso como ingrediente ou como veculo para incorporar ingredientes. Assim sendo, as

caractersticas fsicas, qumicas e microbiolgicas da gua interferem diretamente na qualidade sanitria dos alimentos produzidos, assim como na vida til dos equipamentos, utenslios e superfcies industriais. A indstria responsvel em controlar a qualidade da gua uma vez que ao utiliz-la em condies inadequadas estaro expondo a populao ao risco de enfermidades veiculadas pela gua. O controle da qualidade da gua industrial deve ser realizado sistematicamente, visando a atender aos padres e recomendaes existentes pela legislao. Assim, auxilia na garantia da qualidade sensorial e microbiolgica dos alimentos produzidos, na segurana nos processos industriais, na maior eficincia das solues de limpeza e sanificao e na reduo de problemas operacionais devido formao de depsitos, incrustaes e corroso em superfcies e metais. Alm disso, contribui para a reduo dos custos de produo em funo da maior vida til de equipamentos e utenslios.

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