gerenciamento do vinhoto gerado em alambiques de

GERENCIAMENTO DO VINHOTO GERADO EM
ALAMBIQUES DE PRODUÇÃO DE CACHAÇA ARTESANAL
Iatahanderson de Souza Barcelos e Marcos Roberto T. Halasz
Departamento de Engenharia Química
Faculdade de Aracruz – Uniaracruz
[email protected], [email protected]
RESUMO
Visando a conhecer a viabilidade de um pré-tratamento do vinhoto para
posterior utilização, um estudo foi realizado baseado na teoria da floculação,
usando sulfato manganoso e azida sódica, seguido de sedimentação.
Caracterizou-se o efluente original, sendo realizados testes de proveta para
verificação da sedimentabilidade do produto. O sobrenadante deverá ser
diluído para o descarte na irrigação de plantações e o material decantado
deve ser misturado ao bagaço da cana, podendo ter ou não esterco animal
para poder ser utilizado como um adubo orgânico.
Palavras-chave: Efluente. Sedimentação. Vinhoto. Floculação.
ABSTRACT
Aiming at knowing the viability of a pre-treatment of vinhoto (by-product of
the distilleries) for a later use, a study was made based in the theory of the
flocculation, using sodic manganese sulphate and azida, followed of
sedimentation. The original effluent was characterized, being carried through
test tube for verification of the sedimentability of the product. The liquid
phase will have to be diluted for the discarding in the irrigation of plantations
and the decanted material will need to be mixed to the bagasse of the sugar
cane, that can have or not animal garbage to be used as a organic
seasoning.
Keywords: Effluent. Sedimentation. Vinhoto (by-product of the distilleries).
Flocculation.
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INTRODUÇÃO
O descarte de rejeitos de toda empresa deve estar de acordo com a legislação
ambiental vigente, mas o vinhoto possui uma alta carga orgânica aliada a uma
temperatura de 120ºC no descarte, tornando-se extremamente agressivo ao meio
ambiente e de difícil estocagem. Hoje muitos empresários, que até então não se
preocupavam com aspectos ambientais e com as cobranças dos órgãos
reguladores, devem realizar as modificações exigidas para se enquadrarem às leis
vigentes. Como não há um tratamento específico para esse tipo de rejeito, a
empresa parceira (Frigini Agroindustrial) deposita o rejeito em um tanque até
diminuir a temperatura. Após esse tempo, o rejeito é transferido para outro tanque,
podendo atingir um lençol freático. O desenvolvimento de um sistema de tratamento
e reaproveitamento desse resíduo poderia ser uma alternativa viável, pela qual a
empresa poderia vender esse rejeito como subproduto do processo (adubo, ração
animal, entre outros). Por meio de pesquisas científicas, poderíamos determinar
outras aplicações para esse rejeito, bem como otimizar o processo atualmente
empregado pela empresa, o que iria valorizar o seu produto.
OBJETIVO
O objetivo deste trabalho é estudar a viabilidade da realização de um pré-tratamento
do vinhoto, ou seja, propiciar uma forma de descarte desse resíduo orgânico gerado
no processo de fabricação de cachaça (vinhoto); outro objetivo é propiciar o
beneficiamento desse rejeito, transformando-o, por exemplo, em adubo orgânico.
METODOLOGIA
De início, foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre o processo de produção de
aguardente. Também foram pesquisados processos de tratamento de efluentes
semelhantes ao proposto, com a finalidade de lidar com os rejeitos das indústrias de
álcool e cachaça, compará-las e possivelmente verificar a viabilidade de seu
emprego no processo em questão (ANAIS INT, 1976).
O resultado de ensaios laboratoriais norteará a escolha do processo ideal para o
tratamento do rejeito. Uma análise do processo será realizada de modo a reduzir a
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quantidade de rejeito e, ao final do trabalho, será apresentado, de forma escrita, um
relatório para a empresa, que optará por implementar ou não as modificações, seja
transformando o rejeito em adubo orgânico que gere recursos para a empresa, seja
utilizando um processo de descarte que não agrida o meio ambiente.
DESENVOLVIMENTO
A empresa FRIGINI AGROINDUSTRIAL LTDA ME fica na cidade de Aracruz,
localizada no norte do Estado do Espírito Santo, cerca de 70km da capital, Vitória. O
setor da empresa é industrial na área de produção alimentícia e possui dez
empregados.
A empresa foi escolhida por não ter uma forma adequada para poder estocar e
posteriormente dar um destino final ao resíduo gerado. O desejo de pôr em prática
os conhecimentos adquiridos em sala de aula, no curso de Engenharia Química,
como também a chance de poder desenvolver uma metodologia para ajudar na
proteção do meio ambiente são os elementos motivadores do aluno.
Inicialmente, buscaram-se informações por meio de pesquisas bibliográficas,
procurando qualificar e quantificar o processo a ser estudado. De posse dessas
informações (BAILEY, 1996; SCHMIDELL, 2001; LIMA, 2001) e das visitas
realizadas, traçou-se um perfil do processo para que fosse possível alcançar o
objetivo, que é dar finalidade ao rejeito.
Nas visitas à empresa, foi possível analisar o processo em pleno funcionamento e
observar os equipamentos e o produto em fase final nos tanques de estocagem. As
fotos a seguir mostram os equipamentos, estocagem e condições da destilaria.
O processo pode ser explicado da seguinte forma: o proprietário utiliza cana de
açúcar de lavoura própria, e toda sua água de processo é captada em uma nascente
próxima à empresa (Figura 1). A fermentação é natural ou, em alguns casos, utilizase levedura industrial acrescida de pó de milho (Figura 2). O caldo é direcionado ao
destilador (Figura 3) onde é produzida a cachaça e gerado o vinhoto (objeto deste
estudo). A cachaça produzida é armazenada em tanques (Figura 4) e parte dela
acondicionada em barris de carvalho e cerejeira para agregar valor ao produto
(Figura 5).
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Figura 1. Captação de água
Figura 2. Tanques de fermentação
Figura 3. Sistema de destilação
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Figura 4. Tanque de armazenamento
Figura 5. Produto final – cachaça envelhecida
Não há sistema de tratamento de efluentes, sendo possível observar que atualmente
o efluente final é acondicionado em um tanque de estabilização (Figuras 6 e 7), onde
o vinhoto perde temperatura (120ºC
30ºC) para depois ser bombeado para um
outro reservatório onde parte percola pelo solo e outra parte evapora. Foi constatado
que a empresa produz uma média diária de cerca de 20 a 25 mil litros de vinhoto e
não há fonte de água por perto, mas pode ser que esse rejeito atinja o lençol
freático.
Como é possível observar, é indispensável que haja um planejamento e uma
proposta para um sistema de tratamento de efluentes para a microempresa em
questão. Outro ponto de interesse do proprietário é a implementação de um
processo de utilização do rejeito. Para isso, foram realizadas reuniões com
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representantes do Incaper para discutir sobre o reaproveitamento do vinhoto e do
bagaço da cana.
Figura 6. Tanque de acondicionamento
Figura 7. Tanque de acondicionamento
Foram encontrados vários trabalhos, alguns bem simples. O resíduo sofria uma
mera diluição, para depois ser usado como adubo orgânico "O uso do vinhoto como
fertilizante é uma saída bastante vantajosa, desde que não seja aplicado em
excesso, o que pode poluir recursos hídricos e expor os solos a riscos de
salinização” (SZMRECSÁNYI, 1994; TÁBLAS, 1998). Vale ressaltar que o uso como
adubo requer um estudo sobre o solo onde seria aplicado. Outros estudos se
mostraram bastante complexos, com custo elevado e, para o caso da empresa
estudada, de difícil aplicação devido à localização da empresa.
Em relação à disposição inadequada do vinhoto, a legislação já avançou muito,
coibindo grande parte dos derramamentos nos leitos dos rios.
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Como adubo, há os riscos já mencionados, mas também existem os benefícios,
quando aplicado adequadamente, pois “[...] cerca de 150 metros cúbicos por
hectare, o vinhoto equivale a uma adubação de 61 kg/ha de nitrogênio, 40 kg/ha de
fósforo, 343 kg/ha de potássio, 108 kg/ha de cálcio e 80 kg/ha de enxofre”
(SZMRECSÁNYI, 1994; TÁBLAS, 1998, p. 37-38).
Outra forma de destinação pesquisada seria a de concentrar o vinhoto e usá-lo como
combustível para o alambique, diminuindo o impacto ambiental causado pela
empresa. Segundo Szmrecsányi (1994, p. 73-81),
[...] pode-se promover a evaporação do líquido até que a
concentração de sólido passe de 10 para 60%, tornando possível
utilizá-lo como combustível. É certo que se dispende energia na
evaporação do vinhoto, ainda assim essa alternativa tem se
mostrada vantajosa do ponto de vista econômico. Os custos dos
equipamentos necessários à evaporação podem ser rapidamente
recuperados, e ainda as cinzas resultantes desse processo podem
ser utilizadas como fertilizantes sem danos ambientais.
Foi realizada a caracterização do efluente quanto à vazão, temperatura de descarte,
análise e quantificação da Demanda Química de Oxigênio (DQO) como também a
quantificação da Demanda Biológica de Oxigênio (DBO). Análises de pH, após o
descarte e após o teste de flotação, foram realizadas, tendo em vista verificar a
possibilidade de utilizar a técnica de flotação para tratamento do vinhoto e a
probabilidade da utilização do vinhoto juntamente como adubo orgânico.
Foi adicionada, num primeiro teste, uma solução de barrilha a 10% (carbonato de
sódio) em 150ml de efluente.
A primeira tentativa foi neutralizar o pH do vinhoto, ou seja, elevar o pH de 3,4 para
7,0. A expectativa era que houvesse uma floculação do material em suspensão, o
que não ocorreu.
Num segundo teste, foram adicionados 15ml de barrilha 10% em 150ml de vinhoto, o
que elevou o pH para 10,0. Após esse ajuste, foram adicionados 1ml de sulfato
manganoso e 1ml de azida sódica. A floculação foi imediata e o sobrenadante
apresentou uma coloração bem mais clara que o efluente original.
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Como ocorreu floculação do efluente, foram também testadas outras dosagens dos
reagentes como também a inversão da ordem de dosagem, adicionando
primeiramente a azida sódica e depois o sulfato manganoso. No caso da inversão da
ordem da dosagem, observou-se que a floculação ocorreu, mas o sobrenadante,
quando comparado com o outro da primeira floculação, mostrou-se bem mais
escuro.
Também foi testada a adição dos reagentes no efluente com o pH original, pH 3,4, e
observou-se que o sobrenadante apresentou uma coloração semelhante ao da
primeira floculação. Outra observação foi que, ao adicionar a azida sódica, o pH
elevou-se para 11,5.
Para confirmar a eficiência do processo, analisou-se a Demanda Química de
Oxigênio da amostra, com melhor coloração de sobrenadante (CLESCERI, 1989).
O teste de DQO mostrou uma redução considerável desse parâmetro, o que indica
também uma redução acentuada da Demanda Bioquímica de Oxigênio, uma vez
que esses dois parâmetros são diretamente proporcionais.
A avaliação da sedimentação do material foi realizada com 3 e 5 horas de operação
em teste de proveta (Figuras 8 e 9).
Figura 8. Amostra de efluente após três horas de decantação
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Figura 9. Amostra com efluente com cinco horas de decantação
CONCLUSÃO / RECOMENDAÇÕES
Dentro do cronograma de execução proposto, foi possível realizar o estudo
chegando a um fertilizante líquido para a aplicação foliar ou mesmo no solo, bem
como à redução do efluente que inicialmente era acondicionado em lagoas. Como
adubo, há os riscos de contaminação, por exemplo, a salinização do solo; mas,
aplicado adequadamente, há muitos benefícios. Analisaremos uma forma de tratá-lo,
tornando-o menos agressivo ao ambiente. Portanto, mais estudos devem ser
realizados no sentido de otimizar o processo de produção, bem como melhorar a
qualidade do fertilizante. Quanto à empresa, o processo pode ou não ser aplicado
ficando a critério do empresário.
REFERÊNCIAS
1 BAILEY, J. E; OLLIS, D. F. Biochemical engineering fundamentals.
Singapoure: Ed. McGraw Hill, 1996.
2 CLESCERI, L. S.; GREENBERG, A. E.; TRUSSELL, R. R. Standard methods for
the examination of water and wastewater. 17. ed. American Public Health
Association, 1989.
3 LIMA, U. A. et al. Biotecnologia industrial: processos fermentativos enzimáticos.
São Paulo: Ed. Edgard Blucher LTDA., 2001. v. III.
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4 SCHMIDELL, W. et al. Biotecnologia industrial: engenharia ambiental. São
Paulo: Ed. Edgard Blucher LTDA., 2001. v. II.
5 SEMINÁRIO INTERNACIONAL SOBRE TRATAMENTO DE VINHOTO, 1976, Rio
de Janeiro, Anais... Rio de Janeiro:INT, 1976. p. 1-2.
6 SZMRECÁNYI, T. Tecnologia e degradação ambiental: o caso da agroindústria
canavieira no Estado de São Paulo. Informações Econômicas, São Paulo, v.24,
n.10, p. 73-81, 1994.
7 TÁBLAS, M.C. Minhocultura e cana-de-açúcar, STAB, Açúcar, Álcool e
subprodutos. Revista, São Paulo, v.16, n. 4, p. 37-38, 1998.
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