Geração de efluentes na indústria de laticínios

As indústrias de laticínios representam um setor agroindustrial de elevado potencial gerador de resíduos. Os efluentes líquidos destas indústrias abrangem as águas de lavagem de equipamentos, pisos e de processamento de seus produtos. Em alguns casos, cada litro de leite processado pode gerar até onze litros de efluente enviados ao tratamento (BRIÃO & TAVARES, 2007).

Conforme mencionado previamente, o soro lácteo é um dos principais subprodutos da indústria de laticínios. É considerado um dos resíduos industriais mais poluentes e não pode ser rejeitado diretamente na natureza sem tratamento prévio, devido à sua alta carga orgânica. Porém, durante décadas o soro foi indiscriminadamente descartado pela indústria; somente a partir da década de 70 do século passado pesquisadores começaram a estudar as suas propriedades (HARAGUCHI et al., 2006; SOUZA et al., 2010).

Esta grande quantidade de substâncias orgânicas dissolvidas no soro lácteo deve-se principalmente à presença da lactose (aproximadamente 70% dos sólidos totais) e das proteínas (aproximadamente 20% dos sólidos totais) (RÉVILLION et al., 2000; SOUZA et

al., 2010).

O tratamento de efluentes ricos em matéria orgânica é obtido através da utilização de processos aeróbicos, anaeróbicos ou ambos. O objetivo do tratamento é a remoção da matéria orgânica presente por intermédio de transformações bioquímicas conduzidas por microrganismos em condições ambientais e nutricionais favoráveis. O processo ocorre pelo

contato entre estas bactérias e a matéria orgânica presente, que se torna substrato para o desenvolvimento das mesmas (MINAS AMBIENTE1, 1998 apud TRINDADE, 2002).

O soro de leite por si só não é poluente, apenas quando lançado em cursos de água acarreta um intenso efeito poluidor, devido ao consumo do oxigênio da mesma. O lançamento de resíduos orgânicos na água pode aumentar bastante a quantidade da matéria orgânica presente provocando desequilíbrios ecológicos, pois a sua elevação significa uma maior atividade de decomposição pelas bactérias aeróbias, com elevado consumo e consequente redução do oxigênio do meio (MOTA, 2000; PORTO, 2001).

Porto (2001) cita que as bactérias e microrganismos presentes na água atacam alguns dos componentes do soro, em especial a lactose, e para que isso aconteça, necessitam de oxigênio. Esta redução do oxigênio dissolvido na água acarreta prejuízos à vida aquática.

A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) é a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica, por ação de bactérias aeróbias. Assim, a poluição ocasionada pelo soro lácteo vem do fato deste apresentar uma DBO muito elevada. (MOTA, 2000; PORTO, 2001).

Costa (1995) acrescenta que o soro possui não só uma elevada taxa de DBO, mas também uma alta Demanda Química de Oxigênio (DQO), que é a quantidade de oxigênio necessária a oxidação da matéria orgânica, através de um agente químico.

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MINAS AMBIENTE/CETEC. Pesquisa tecnológica para controle ambiental em pequenos e médios laticínios

de Minas Gerais: Estado da arte. Vol.1 – Efluentes líquidos, resíduos sólidos e emissões atmosféricas, Belo

A DBO do soro varia entre 30.000 e 50.000 ppm dependendo da espécie animal produtora do leite e é conferida à lactose, a maior responsabilidade por este valor. Consequentemente, o isolamento da lactose não irá apenas reduzir a DBO do soro lácteo a valores menos nocivos, mas também implicará na utilização deste dissacarídeo em diversas aplicações na indústria farmacêutica e de alimentos devido às suas múltiplas propriedades funcionais (COSTA, 1995).

Em decorrência do seu elevado valor nutricional, comercial e à sua alta toxicidade - uma vez lançado no meio ambiente - houve um crescimento na realização de estudos objetivando a separação e recuperação de seus macrocomponentes e a minimização dos danos decorrentes de seu descarte em rios e mananciais (ANTUNES, 2003; PAGNO et al., 2009).

Segundo Antunes (2003), o destino dado ao soro residual gerado pelo processo de produção de queijos representa o principal inconveniente da indústria queijeira. Isto porque o poder poluidor do soro de leite é bastante alto. De modo geral, a fabricação de queijo resulta na produção de 9 kg de soro líquido para cada quilograma do produto final, dependendo do tipo de queijo.

Ainda de acordo com Antunes et al. (2004), estima-se que 0,1 kg de soro correspondam ao poder poluente de uma pessoa e, portanto, uma tonelada deste produto teria o poder poluente equivalente a 10.000 indivíduos. Este soro uma vez despejado diretamente nos mananciais, sem tratamento prévio adequado, constituiria um grave agente poluidor.

Duas alternativas sensatas ao problema ambiental causado pelo soro lácteo seriam a instalação de plantas de tratamento de águas residuais junto às indústrias ou o desenvolvimento de tecnologias para seu melhor aproveitamento como, por exemplo, a recuperação de alguns de seus macrocomponentes, como as proteínas e a lactose, diminuindo assim a sua carga orgânica (ANTUNES et al., 2004; CARMINATTI, 2001; PORTO, 2001).

A primeira opção mostra-se, muitas vezes, inviável devido ao alto custo de implantação, porém a outra escolha é mais atrativa, pois além de agregar valor a esse subproduto da indústria de laticínios, aumentaria a possibilidade de reduzir o impacto do descarte destes resíduos no meio-ambiente (ANTUNES et al., 2004; CARMINATTI, 2001).

Portanto, o fracionamento do soro em lactose e proteínas do leite representa um recurso que permite a utilização dos constituintes de maior importância comercial presentes no soro lácteo.

3 METODOLOGIA

A parte experimental deste trabalho foi desenvolvida no Laboratório de Ciência e Tecnologia de Polímeros – LCTP do Departamento de Engenharia Química – DEQ, da Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG.

Os seguintes reagentes foram utilizados: N-isopropilacrilamida (97%) (NIPAAm) (Aldrich), ácido 3-mercaptopropiônico (≥99%) (MPA) (Aldrich), 2,2’-azobisisobutironotrila (AIBN) (Polyscience), p-benzoquinona (98%) (Sigma-Aldrich), hidróxido de sódio em micro pérolas (Synth), fenolftaleína 1% (solução alcoólica) e os solventes tolueno (Fmaia P.A.-ACS), N,N- dimetilformamida (99,8%) (DMF) (Synth P.A.-ACS) e éter etílico (CRQ P.A.). Todos os reagentes são de grau analítico e foram utilizados conforme recebidos, sem prévia purificação.

O procedimento experimental deste trabalho pode ser dividido nas seguintes partes: síntese do PNIPAAm-COOH (síntese polimérica, precipitação e secagem das amostras) e a caracterização do polímero obtido.