INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL GUIA TÉCNICO INDÚSTRIA DE LACTICÍNIOS LISBOA Outubro 2001 INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios FICHA TÉCNICA Coordenação: Eng. José Miguel Figueiredo Tel: 351 21 716 51 41 (ext. 2356) E-mail: [email protected] Equipa técnica: Eng. Victor Fernandes Tel: 351 21 716 51 41 (ext. 2349) E-mail: [email protected] Eng. Vitor Limpo Tel: 351 21 716 51 41 (ext. 2371) E-mail: [email protected] Eng. Lucinda Gonçalves Tel. 351 21 716 51 41 (ext 2375) E-mail: lucinda.gonç[email protected] Eng. Fátima Pedrosa Tel. 351 21 716 51 41 (ext 2375) E-mail: [email protected] Eng. Cristina Diniz Tel. 351 21 716 51 41 (ext 2375) E-mail: [email protected] INETI - INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL IMP - INSTITUTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIAS DE PRODUÇÃO (Edifício C) Estrada do Paço de Lumiar 1649 - 038 LISBOA Fax: 351 21 716 65 68 Outubro 2001 1 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios AGRADECIMENTOS Agradece-se a todas as pessoas e instituições que de alguma forma prestaram a sua colaboração para a elaboração deste Guia Técnico, nomeadamente às empresas fornecedoras de tecnologias e equipamento, reagentes e serviços contactadas. Em particular, à Associação Nacional dos Industriais de Lacticínios (ANIL), e à Associação Nacional dos Industriais de Gelados Alimentares (ANGA) por todo o apoio, informação e sugestões prestadas. Finalmente, o nosso agradecimento às empresas que connosco colaboraram, pela disponibilidade, receptividade e informações fornecidas. Outubro 2001 2 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios ÍNDICE GERAL 1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 9 2. OBJECTIVOS.............................................................................................. 10 3. CARACTERIZAÇÃO DO SECTOR .................................................................... 11 3.1 Grupos de actividades industriais e produtos fabricados ............................................ 12 3.2 Distribuição Geográfica ......................................................................................... 13 3.3 Número de empresas, sua dimensão e número de pessoas ao serviço......................... 15 3.3.1 Indústria de lacticínios .................................................................................................... 15 Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. ................................................. 15 3.3.2 Subsector das indústrias do leite e derivados (CAE 15510) ................................................. 17 3.3.3 Subsector das indústrias de fabricação de gelados e sorvetes (cae 15520) ......................... 21 3.4 Volume de negócios do sector ................................................................................ 25 4. CARACTERIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICO.......................................... 26 4.1 Diagramas dos processos de fabrico ....................................................................... 41 5. RESÍDUOS INDUSTRIAIS DO SECTOR ........................................................... 49 5.1 Análise global dos resíduos do sector e sua gestão actual .......................................... 49 5.2 Caracterização dos resíduos e efluentes líquidos gerados e sua correlação com as operações produtivas por subsector de actividade .......................................................... 52 5.2.1 6. Estimativas das quantidades anuais de resíduos e de efluentes .......................................... 54 PREVENÇÃO DE RESÍDUOS NO SECTOR ........................................................ 59 Outubro 2001 3 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 7. Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios ESTUDOS DE CASO .................................................................................... 62 BIBLIOGRAFIA................................................................................................. 71 LISTA GERAL DE ENTIDADES, INSTITUIÇÕES E ASSOCIAÇÕES NACIONAIS E SECTORIAIS.................................................................................................... 72 Outubro 2001 4 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios ÍNDICE DE QUADROS Quadro 1: Classificação das Actividades Económicas (CAE-Rev.2). ......................... 12 Quadro 2: subsectores em estudo e produtos fabricados....................................... 12 Quadro 3: número de empresas, número de pessoas e número médio de pessoas por empresa na Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e CAE 15520). ....................... 15 Quadro 4: número de empresas do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510), segundo a dimensão da empresa. .................................................... 17 Quadro 5: número de pessoas nas empresas do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510), segundo dimensão da empresa. ................................ 19 Quadro 6: número médio de pessoas ao serviço por empresa, no subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510). ................................................ 20 Quadro 7: número de empresas do subsector das Indústrias de Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520), segundo a dimensão da empresa.............................. 21 Quadro 8: número de pessoas nas empresas do subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520), segundo dimensão da empresa. .................................. 23 Quadro 9:número médio de pessoas ao serviço por empresa, no subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520).............................................. 24 Quadro 10: Volume de negócios do sector da Indústria de Lacticínios..................... 25 Quadro 11: Relação entre as operações produtivas, os resíduos e os efluentes líquidos gerados na Indústria do Leite e Derivados - (CAE 15510)................................ 52 Quadro 12: Relação entre as operações produtivas, os efluentes e os resíduos gerados na Indústria do Gelados e Sorvetes - (CAE 15520). ........................................ 53 Quadro 13: Resíduos perigosos da Indústria de Lacticínios .................................... 53 Outubro 2001 5 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Quadro 14: Estimativas das quantidades de resíduos e de efluentes gerados nos subsectores da Indústria de Lacticínios (ano de 1998). ................................... 55 Quadro 15: Estimativa das quantidades de efluentes líquidos gerados nos subsectores da Indústria de Lacticínios (ano de 1998). ..................................................... 56 Outubro 2001 6 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1: distribuição das empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) existentes em Portugal continental, segundo a classificação NUTS II. .... 13 Figura 2: empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) existentes no Arquipélago da Madeira. .......................................................... 13 Figura 3: empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) da existentes no Arquipélago dos Açores. .......................................................... 14 Figura 4: empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II................................................. 16 Figura 5: número de pessoas ao serviço do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. ..................... 16 Figura 6: empresas do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II................................................. 18 Figura 7: pessoas ao serviço do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II................................... 20 Figura 8: empresas do subsector das Indústrias de Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. .......................... 22 Figura 9: pessoas ao serviço do subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II................................... 24 Figura 10: diagrama do processo de fabrico típico da Manteiga (CAE 15510)........... 42 Figura 11: diagrama do processo de fabrico típico da Gelados (CAE 15520) ............ 43 Figura 12: Diagrama do processo de fabrico típico do Requeijão (CAE 15510) ......... 44 Figura 13: Diagrama do processo de fabrico típico do Queijo seco (CAE 15510) ....... 45 Figura 14: Diagrama do processo de fabrico típico do Iogurte................................ 46 Outubro 2001 7 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Figura 15: Diagrama do processo de fabrico típico do queijo fresco (CAE 15510). .... 47 Figura 16: Diagrama do processo de fabrico típico do leite (CAE 15510). ................ 48 Outubro 2001 8 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 1. INTRODUÇÃO A Comunidade Europeia, através da Resolução do Conselho de Ministros da União Europeia 97/C76/01, define a actual estratégia comunitária em matéria de gestão de resíduos, numa perspectiva que visa dar prioridade a uma postura nitidamente preventiva em detrimento de uma estratégia meramente curativa. Esta posição situase dentro de uma estratégia mais alargada e que tem por base o conceito de desenvolvimento sustentável e o facto de estar demonstrado a nível mundial que existem benefícios, na adopção deste tipo de estratégia, não só em termos ambientais mas também em termos económicos e sociais. Neste sentido, através da Resolução nº 98/97 do Conselho de Ministros, Portugal define a estratégia de gestão de resíduos industriais que, para além de reafirmar o princípio da responsabilidade do produtor pelo destino a dar aos resíduos que produz, refere, especificamente, que uma eficiente gestão de resíduos industriais passa necessariamente pela separação dos restantes tipos de resíduos, nomeadamente os urbanos, bem como pela sua tipificação e separação em banais e perigosos, com um tratamento diferenciado para cada um deles. De forma a dar cumprimento às resoluções anteriores, surge em 1999 o D.L. nº 516/99 de 2 de Dezembro que aprova o Plano Estratégico de Gestão de Resíduos Industriais (PESGRI), que define as directrizes gerais a tomar no âmbito dos resíduos industriais produzidos em Portugal. Na sequência da implementação do PESGRI surge o Plano Nacional de Prevenção de Resíduos Industriais (PNAPRI). Trata-se de um instrumento que tem por objectivo fornecer um conjunto de directrizes no âmbito de prevenção e da sua implementação junto do tecido industrial português. Associada à elaboração do PNAPRI surgem os Guias Técnicos Sectoriais que constituem um conjunto de ferramentas específicas e que se pretende que dêem resposta às solicitações próprias de cada sector industrial. Outubro 2001 9 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios 2. OBJECTIVOS Com a elaboração deste Guia Técnico Sectorial, pretende-se evidenciar que as estratégias preventivas contribuem de forma clara para a resolução de grande parte das questões relacionadas com a gestão de resíduos e que é fundamental que seja esta a postura a adoptar pela indústria portuguesa, em substituição das estratégias curativas e pontuais, utilizadas ainda pela maior parte das empresas. Neste sentido, a elaboração deste Guia tem por objectivo colocar à disposição dos industriais do sector da Indústria de Lacticínios orientações em termos de prevenção, no que se refere à questão dos resíduos industriais, que se traduzem na identificação e caraterização de medidas e/ou tecnologias que permitam reduzir a quantidade e/ou perigosidade dos resíduos e efluentes líquidos gerados ao longo do processo de fabrico, com consequentes benefícios económicos. O Guia Técnico Sectorial para o sector da Industria de Lacticínios apresenta também uma breve caracterização do sector e dos processos de fabrico envolvidos, assim como a caracterização e quantificação dos resíduos e das águas residuais geradas no país. Para a realização deste Guia foi necessário proceder a um largo trabalho de recolha e tratamento de vários tipos de informações, provenientes de fontes diversas, tendo-se dado destaque aos dados e opiniões recolhidos junto de várias empresas do sector e de entidades a elas ligadas, a fontes de informação oficiais, pesquisas bibliográficas, em bases nacionais e internacionais, bem como junto a diversos fornecedores de tecnologias e equipamentos. É importante referir que neste Guia foram considerados não só os resíduos gerados pela acção industrial como também os efluentes líquidos, uma vez que se considerou que as águas residuais, após depuração em Estação de Tratamento (ETAR), acabam por gerar resíduos constituídos pelas lamas resultantes do tratamento. Outubro 2001 10 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios 3. CARACTERIZAÇÃO DO SECTOR A informação relativa à caracterização do sector, no que se refere ao número de empresas, distribuição geográfica, dimensão das empresas (por escalões de número de pessoas ao serviço), número de pessoas ao serviço, foi fornecida pelo Departamento de Estatística do Trabalho, Emprego e Formação Profissional (DETEFP), afecto ao Ministério do Trabalho e da Solidariedade, e reporta-se ao ano de 1997. Foi utilizada a informação proveniente desta instituição uma vez que, de acordo com a legislação, todas as empresas em funcionamento têm de entregar nos centros de emprego os mapas de pagamentos de salários pelo que estará garantida a laboração das empresas mencionadas. Quanto à informação relativa ao volume de vendas foi utilizada a fornecida pelo Instituto Nacional de Estatística (INE), uma vez que os dados do DETEFP, afecto ao Ministério do Trabalho e da Solidariedade, só estão disponíveis até três dígitos da Classificação das Actividades Económicas (CAE) – (vide D.L. 182/93 de 14 de Maio). Neste sector industrial, apesar de ser bastante heterogéneo podem, no entanto, ser assinaladas as seguintes características genéricas: o predomínio de médias empresas, a mão-de-obra pouco qualificada; a existência de diferenças acentuadas nas tecnologias utilizadas; e os distintos níveis de produtividade. Outubro 2001 11 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 3.1 GRUPOS DE ACTIVIDADES INDUSTRIAIS E PRODUTOS FABRICADOS Atendendo à Classificação de Actividades Económicas (CAE-Rev.2), que está estipulada pelo Decreto-Lei nº 182/93, de 14 de Maio, o Sector da Indústria de Lacticínios está inserido na divisão 15 e engloba dois subsectores sobre os quais o estudo será focado. Este sector industrial apresenta, especificamente, a estrutura indicada no Quadro 1: Quadro 1: Classificação das Actividades Económicas (CAE-Rev.2). DIVISÃO GRUPO 20 CLASSE SUBCLASSE SUBSECTORES DA INDÚSTRIA DE LACTICÍNIOS 1551 15510 Indústrias do Leite e Derivados 1552 15520 Fabricação de Gelados e Sorvetes 155 Fonte: D.L. 182/93 de 14 de Maio. No quadro 2 apresenta-se em seguida alguns dos produtos fabricados pelas empresas pertencentes a cada subsector em estudo. Quadro 2: Subsectores em estudo e produtos fabricados. SECTOR SUBSECTORES EM ESTUDO Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510) Indústria de PRODUTOS FABRICADOS Leite, queijo, iogurte, cremes de leite e outros derivados do leite. Lacticínios Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520) Gelados e sorvetes. Fonte: D.L. 182/93 de 14 de Maio. Outubro 2001 12 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 3.2 DISTRIBUIÇÃO GEOGRÁFICA Como se pode verificar através da Figura 1 à Figura 3, a maioria das empresas do sector estão localizadas em Portugal Continental onde as regiões Centro e Lisboa e Vale do Tejo representam quase metade do total de empresas do sector. Norte 101 Centro 178 L.V.T. 163 Alentejo 99 Algarve 10 Portugal Continental: 551 empresas Figura 1: Distribuição das empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) existentes em Portugal continental, segundo a classificação NUTS II. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997) Porto S anto Mad eira Região Autónoma da Madeira: 15 empresas Figura 2: Empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) existentes no Arquipélago da Madeira. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997) Outubro 2001 13 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Corvo Flores Graciosa Faial S, Jorge Terceira Pico S, Miguel S, Maria Região Autónoma dos Açores: 139 empresas Figura 3: Empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) existentes no Arquipélago dos Açores. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997) Outubro 2001 14 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 3.3 NÚMERO DE EMPRESAS, SUA DIMENSÃO E NÚMERO DE PESSOAS AO SERVIÇO Relativamente à caracterização do sector da Indústria de Lacticínios, optar-se-á pela apresentação da informação estatística referente à globalidade do sector (CAE 15510 e CAE 15520) e posteriormente efectuar-se-á separadamente a caracterização de cada subsector. 3.3.1 INDÚSTRIA DE LACTICÍNIOS O número de empresas, o número de pessoas ao serviço e o número médio de pessoas por empresa no sector da Indústria de Lacticínios, nas regiões NUTS II ,é (1) apresentada no Quadro 3. Quadro 3: Número de empresas, número de pessoas e número médio de pessoas por empresa na Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e CAE 15520). NÚMERO DE EMPRESAS DO SECTOR NÚMERO DE NÚMERO MÉDIO DE DA INDÚSTRIA DE LACTICÍNIOS PESSOAS AO PESSOAS AO SERVIÇO (CAE 15510 e 15520) SERVIÇO POR EMPRESA Norte 101 8178 90,0 Centro 178 9545 53,6 LVT (*) 163 10050 61,7 Alentejo 99 1319 13,3 Algarve 10 117 11,7 139 7493 53,9 15 462 30,8 705 37164 52,7 REGIÕES NUTS II Arquipélago dos Açores Arquipélago da Madeira TOTAL Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. (*) LVT: Lisboa e Vale do Tejo. Da análise do Quadro 3 conclui-se que, relativamente ao número de empresas, a região Centro representa 25,3% do sector, seguindo-se a região de Lisboa e Vale do 1 NUTS II: Nomenclatura das Unidades Territoriais para Fins Estatísticos; contempla as regiões Norte, Centro, Lisboa e Vale do Tejo, Alentejo, Algarve e regiões Autónomas dos Açores e Madeira. Outubro 2001 15 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Tejo com com 23,1% e o Arquipélago dos Açores com 19,7%. Na Figura 4 pode observar-se a distribuição percentual das empresas existentes pelas regiões NUTS II. LVT 23,1% C entro 25,3% A lentejo 14,1% A lgarve 1,4% N orte 14,3% A çores 19,7% M adeira 2,1% Figura 4: Empresas do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997) Relativamente ao número de pessoas ao serviço do sector, a região de Lisboa e Vale do Tejo lidera com 27,0%, seguindo-se a região Centro com 25,7%. A região Norte surge em terceiro lugar com 22,0% do total de pessoas ao serviço do sector. C entro 25,7% LVT 27,0% N orte 22,0% M adeira 1,2% A lentejo 3,6% A çores 20,2% A lgarve 0,3% Figura 5: Número de pessoas ao serviço do sector da Indústria de Lacticínios (CAE 15510 e 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997) A informação contida no Quadro 3 permite concluir ainda que o sector da Indústria de Lacticínios possui em média, 52,7 pessoas ao serviço por empresa. Neste aspecto, a região Norte apresenta uma média de 90,0 seguindo-se as regiões de Lisboa e Vale do Tejo e o Arquipélago dos Açores com 61,7 e 53,9 respectivamente. Outubro 2001 16 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 3.3.2 SUBSECTOR DAS INDÚSTRIAS DO LEITE E DERIVADOS (CAE 15510) No Quadro 4 apresenta-se a distribuição das empresas do subsector das Indústrias do Leite e Derivados pelas regiões NUTS II, segundo a dimensão das empresas. Quadro 4: Número de empresas do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510), segundo a dimensão da empresa. REGIÕES NUTS II Escalão Norte Centro LVT (*) Alentejo Algarve Açores Madeira TOTAL 0-4 12 39 44 46 0 30 2 173 5-9 9 12 24 30 0 22 2 99 10-19 7 23 20 16 0 26 0 92 20-49 25 36 14 1 0 21 0 97 50-99 26 34 12 1 0 14 1 88 100-199 4 12 8 4 0 18 3 49 200-399 9 5 7 0 0 0 0 21 400-499 2 1 3 0 0 0 0 6 500-999 0 2 0 0 0 4 0 6 +1000 1 0 2 0 0 0 0 3 TOTAL 95 164 134 98 0 135 8 634 de nº de pessoas Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. (*) LVT: Lisboa e Vale do Tejo. Em 1997 foram contabilizadas 634 empresas pertencentes ao subsector das Indústrias do Leite e Derivados A informação contida no Quadro 4 permite afirmar que 25,9% das empresas do subsector se localizam na região Centro, seguindo-se o arquipélago dos Açores e a região de Lisboa e Vale do Tejo com 21,3% e 21,1% respectivamente, como se pode observar na Figura 6. Outubro 2001 17 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL LVT 21,1% Centro 25,9% Alentejo 15,4% Algarve 0,0% Norte 15,0% Açores 21,3% M adeira 1,3% Figura 6: Empresas do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997) Do Quadro 4 conclui-se ainda que 95,9% das empresas existentes na região do Alentejo (94 num total de 98 empresas) possuem menos de 100 pessoas ao serviço. Segue-se a região Centro com 87,8% (144 num total de 164 empresas) e a região de Lisboa e Vale do Tejo com 85,1% (114 num total de 134). A caracterização do subsector em estudo quanto ao número de pessoas ao serviço nas diversas regiões NUTS II encontra-se apresentada no Quadro 5 Outubro 2001 18 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Quadro 5: Número de pessoas nas empresas do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510), segundo dimensão da empresa. REGIÕES NUTS II Escalão Norte Centro LVT Alentejo Algarve Açores Madeira TOTAL 0-4 28 90 117 121 0 62 5 423 5-9 67 80 151 199 0 146 10 653 10-19 106 305 250 196 0 318 0 1175 20-49 811 1152 371 47 0 650 0 3031 50-99 1504 2656 918 51 0 957 93 6179 100-199 557 1691 990 702 0 2759 325 7024 200-399 2797 1489 1931 0 0 0 0 6217 400-499 819 411 1261 0 0 0 0 2491 500-999 0 1606 0 0 0 2574 0 4180 +1000 1356 0 2295 0 0 0 0 3651 TOTAL 8045 9480 8284 1316 0 7466 433 35024 de nº de pessoas Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. A forma correcta como deve ser interpretado o Quadro anterior pode, à primeira vista, parecer confusa. Para facilitar a leitura, utilizar-se-á como exemplo a região Norte e o primeiro escalão de número de pessoas (0-4). Nesta região existiam, em 1997, 28 pessoas ao serviço do subsector que se encontravam a laborar em empresas com quatro ou menos pessoas. Em 1997 existiam 35 024 pessoas ao serviço do subsector das Indústrias do Leite e Derivados. A análise do Quadro 5 permite concluir que a região Centro contribui com 27,1% do total de pessoas ao serviço do subsector seguindo-se as regiões de Lisboa e Vale do Tejo e do Norte com 23,6% e 23,0% respectivamente, como se pode observar na Figura 7. Outubro 2001 19 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Norte 23,0% C e ntro 27,1% Ma de ira 1,2% Açore s 21,3% Alga rve 0,0 LVT 23,6% Ale ntejo 3,8% Figura 7: Pessoas ao serviço do subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997). Com o objectivo de relacionar o número de empresas em cada região NUTS II e o respectivo número de pessoas ao serviço, será apresentado no Quadro 6 que se segue o número médio de pessoas por empresa. Quadro 6: Número médio de pessoas ao serviço por empresa, no subsector das Indústrias do Leite e Derivados (CAE 15510). Regiões NUTS II Número de empresas (*) Número Número médio de de pessoas ao pessoas ao serviço serviço (*) por empresa Norte 95 8045 84,7 Centro 164 9480 57,8 LVT 134 8284 61,8 Alentejo 98 1316 13,4 Algarve 0 0 --- 135 7466 55,3 Arquipélago da Madeira 8 433 54,1 TOTAL 634 35024 --- Arquipélago dos Açores (*) Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. Outubro 2001 20 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Analisando o Quadro 6 conclui-se que a região Norte apresenta o maior número de pessoas ao serviço por empresa (84,7) seguindo-se a região de Lisboa e Vale do Tejo (61,8) e a região Centro com uma média de 57,8 pessoas ao serviço por empresa. É de salientar que a região Centro apesar de ser a que apresenta maior número de empresas e de pessoas ao serviço, não é a que possui, em média, o maior número de pessoas por empresa. 3.3.3 SUBSECTOR DAS INDÚSTRIAS DE FABRICAÇÃO DE GELADOS E SORVETES (CAE 15520) No Quadro 7 apresenta-se a distribuição das empresas do subsector das Indústrias de Fabricação de Gelados e Sorvetes pelas regiões NUTS II, segundo a dimensão das empresas. Quadro 7: Número de empresas do subsector das Indústrias de Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520), segundo a dimensão da empresa. REGIÕES NUTS II Escalão de nº de Norte Centro LVT Alentejo Algarve Açores Madeira TOTAL 0-4 0 9 9 1 1 1 4 25 5-9 2 3 7 0 3 3 3 21 10-19 0 2 3 0 5 0 0 10 20-49 4 0 4 0 1 0 0 9 50-99 0 0 1 0 0 0 0 1 100-199 0 0 2 0 0 0 0 2 200-399 0 0 2 0 0 0 0 2 400-499 0 0 1 0 0 0 0 1 500-999 0 0 0 0 0 0 0 0 +1000 0 0 0 0 0 0 0 0 TOTAL 6 14 29 1 10 4 7 71 pessoas Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. Outubro 2001 21 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Em 1997 foram contabilizadas 71 empresas pertencentes ao subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes. A análise da informação contida no Quadro 7 permite afirmar que 40,8% das empresas do subsector se localizam na região de Lisboa e Vale do Tejo, seguindo-se as regiões Centro e do Algarve com 19,7% e 14,1% respectivamente como se pode observar na Figura 8. LVT 40,8% Alentejo 1,4% Centro 19,7% Algarve 14,1% Norte 8,5% M adeira 9,9% Açores 5,6% Figura 8: Empresas do subsector das Indústrias de Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997) Do Quadro 7 conclui-se ainda que, com excepção da região de Lisboa e Vale do Tejo, a globalidade das empresas localizadas nas restantes regiões NUTS II possuem 4 ou menos pessoas ao serviço. A caracterização do subsector em estudo quanto ao número de pessoas ao serviço nas diversas regiões NUTS II encontra-se apresentada no Quadro 8. Outubro 2001 22 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Quadro 8: Número de pessoas nas empresas do subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520), segundo dimensão da empresa. REGIÕES NUTS II Escalão Norte Centro LVT Alentejo Algarve Açores Madeira TOTAL 0-4 0 24 27 3 3 4 5 66 5-9 13 21 46 0 25 23 24 152 10-19 0 20 47 0 61 0 0 128 20-49 120 0 125 0 28 0 0 273 50-99 0 0 80 0 0 0 0 80 100-199 0 0 321 0 0 0 0 321 200-399 0 0 716 0 0 0 0 716 400-499 0 0 404 0 0 0 0 404 500-999 0 0 0 0 0 0 0 0 +1000 0 0 0 0 0 0 0 0 TOTAL 133 65 1766 3 117 27 29 2140 de nº de pessoas Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. LVT: Lisboa e Vale do Tejo. A forma correcta como deve ser interpretado o Quadro anterior pode, à primeira vista, parecer confusa. Para facilitar a leitura, utilizar-se-á como exemplo a região Centro e o primeiro escalão de número de pessoas (0-4). Nesta região existiam, em 1997, 24 pessoas ao serviço do subsector que se encontravam a laborar em empresas com quatro ou menos pessoas. Em 1997 existiam 2 140 pessoas ao serviço do subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes. A análise do Quadro 8 permite concluir que a região de Lisboa e Vale do Tejo contribui com 82,5% do total de pessoas ao serviço do subsector seguindo-se as regiões Norte e Algarve com 6,2% e 5,5% respectivamente, como se pode observar na Figura 9. Outubro 2001 23 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL LVT 82,5% C entro 3,0% N orte 6,2% A lentejo 0,1% M adeira 1,4% A çores 1,3% A lgarve 5,5% Figura 9: Pessoas ao serviço do subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520) – distribuição percentual pelas regiões NUTS II. (Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997). Com o objectivo de relacionar o número de empresas do subsector em cada região NUTS II e o respectivo número de pessoas ao serviço, será apresentado no Quadro 9 que se segue o número médio de pessoas por empresa. Quadro 9: Número médio de pessoas ao serviço por empresa, no subsector da Fabricação de Gelados e Sorvetes (CAE 15520). Regiões NUTS II Número de empresas (*) Número Número médio de de pessoas ao pessoas ao serviço serviço (*) por empresa Norte 6 133 22,2 Centro 14 65 4,6 LVT 29 1766 60,9 Alentejo 1 3 3,0 Algarve 10 117 11,7 4 27 6,8 Arquipélago dos Açores Arquipélago da Madeira TOTAL 7 29 4,1 71 2140 --- (*) Fonte: Ministério do Trabalho e da Solidariedade; 1997. Outubro 2001 24 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Analisando o Quadro 9 conclui-se que a região de Lisboa e Vale do Tejo apresenta, em média, 60,9 pessoas ao serviço por empresa seguindo-se as regiões Norte e Algarve com uma média de 22,2 e 11,7 respectivamente. Neste subsector é de salientar que a região com maior número de empresas e de pessoas ao serviço (Lisboa e Vale do Tejo) apresenta simultaneamente o maior número de pessoas ao serviço por empresa. 3.4 VOLUME DE NEGÓCIOS DO SECTOR Quanto à informação relativa ao volume de vendas foi utilizada a fornecida pelo Instituto Nacional de Estatística (INE), uma vez que os dados do DETEFP, afecto ao Ministério do Trabalho e da Solidariedade, só estão disponíveis até três dígitos da Classificação das Actividades Económicas (CAE). Quadro 10: Volume de negócios do sector da Indústria de Lacticínios. VOLUME DE NEGÓCIOS DO SECTOR DA INDÚSTRIA DE LACTICÍNIOS 103ESC. REGIÕES NUTS II INDÚSTRIAS DO LEITE E FABRICAÇÃO DE GELADOS E DERIVADOS SORVETES (CAE 15510) (CAE 15520) Norte 127 575 631 649 887 Centro 35 930 846 143 526 LVT 37 504 246 7 660 978 Alentejo 4 904 952 (*) Algarve -- -- Arquipélago dos Açores 43 557 269 (*) Arquipélago da Madeira -- -- 251 300 302 9 003 393 TOTAL Fonte: INE; 1998. -- Dado confidencial. (*) Não consta. Outubro 2001 25 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 4. CARACTERIZAÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICO A actividade básica da Indústria dos Lacticínios é a da produção de alimentos baseados no leite ou derivados deste. Estes produtos vão desde o leite pasteurizado à manteiga, aos queijos, ao iogurte, gelados e sobremesas geladas, ou produtos condensados ou em pó como o leite ou o soro. No entanto o ponto de partida para todos este produtos é o leite e a sua transformação. Tradicionalmente esta indústria era constituída na maior parte dos casos por pequenas unidades industriais localizadas próximas das regiões produtoras. Actualmente, e devido ao desenvolvimento das técnicas de armazenagem e preservação do leite fresco a tendência é a concentração da produção em unidades maiores. Nesta indústria a produção envolve uma grande variedade de operações unitárias sendo, no entanto, grande parte delas comuns aos vários processos de fabrico. Como exemplo disto podemos referir as operações de clarificação, separação ou pasteurização. Estas operações juntamente com a esterilização, a coagulação e a incubação podem ser consideradas as operações principais. O nível de mecanização e automatização aumenta normalmente com o tamanho da unidade industrial, nomeadamente com a utilização dos sistemas automáticos de lavagem e automação dos processos de fabrico. LEITE Recepção: a recepção do leite na unidade industrial é uma operação comum a todos os processos de fabrico de lacticinios. O leite é transportado dos centros de recolha para a fábrica em camiões cisterna que possuem tanques refrigerados de modo a manter o leite a uma temperatura de 4 ºC. No cais de recepção da fábrica são retiradas amostras de leite para realização de uma série de testes laboratoriais para análise da qualidade e estado de preservação. Procede-se em seguida à determinação do volume de leite, quer por pesagem dos camiões cisterna antes e depois da descarga, quer usando um medidor de caudal durante a própria descarga para os tanques cisterna da fábrica. Nesta operação é Outubro 2001 26 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios importante que não entre ar nas linhas para não haver mistura com o leite sendo para isto usado desaeradores nas linhas. Em vez dos camiões cisterna o leite também pode ser recepcionado na unidade industrial em vasilhas de metal de 30 ou 50 litros. Neste caso o leite pode não ser proveniente dos centros de recolha pelo que não está refrigerado quando chega à fábrica. O processo de recolha é semelhante com pesagem das vasilhas, testes, e identificação dos produtos. Por fim, e ambos os casos, procede-se à lavagem das vasilhas e dos tanques dos camiões cisterna. Armazenamento refrigerado: antes do seu armazenamento nos tanques cisterna, o leite é feito passar através de um permutador de placas com o objectivo de manter ou repôr a temperatura do leite a 4-5 ºC. É fundamental manter o leite refrigerado ao longo do processo de modo a não permitir o desenvolvimento dos microorganismos afectando a qualidade do produto final. O leite é então armazenado em tanques cisterna verticais com capacidade que pode ir dos 50 000 aos 100 000 litros. Estes tanques são construídos em aço inox polido e possuem duplas paredes permitindo manter a temperatura. Também possuem um agitador que, através de uma agitação suave, não permite que a nata se separe do leite por gravidade. Termização: operação de pré-aquecimento do leite no permutador de placas. Esta operação é feita quando não é possível pasteurizar e processar imediatamente todo o leite recebido na unidade e deve ser evitada quando possivel. O objectivo deste préaquecimento do leite é o de impedir o crescimento das bactérias e é realizada aquecendo o leite a 63-65 ºC durante aproximadamente 15 segundos. Clarificação/Separação/Normalização: a clarificação consiste na remoção das partículas em suspensão existentes no leite, a separação na remoção da nata do leite e a normalização no ajuste do teor em gordura do leite (magro, meio gordo, gordo). Tanto a clarificação como a separação podem ser realizadas por centrifugação em separadores e clarificadores que possuem um desenho semelhante, mas com diferenças no canal de entrada inferior e do número de bocais de saída superiores. O processo baseia-se na diferença de densidades entre os glóbulos de gordura, as impurezas sólidas e o skimmilk. Actualmente, e na maior parte das unidades industriais, as operações de clarificação e separação são levadas a cabo simultaneamente num centrifugador que ejecta Outubro 2001 27 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL automatica e periodicamente a lama e pode ser lavado sem necessidade de desmontar o equipamento. A normalização do nível de gordura no leite é feita após a separação/clarificação do leite. É feita por adição de nata ou skimmilk até ao nível requerido. Esta operação é realizada por um sistema de válvulas de controle e de medidores de densidade e caudal colocados na linha e que permitem medir a flutuação do conteúdo de gordura num dado volume de leite fazendo automaticamente o ajuste aos níveis desejados, pela adição de nata ou skimmilk separados previamente. Homogeneização/Pasteurização/Desgaseificação (Desaeração): a homogeneização tem como objectivo desagregar e espalhar os glóbulos de gordura do leite para prevenir a formação de nata. A pasteurização, por sua vez, é uma operação fundamental no processo de tratamento do leite e consiste no tratamento térmico deste para destruição dos microorganismos indesejados e preservação da sua qualidade. A desgaseificação faz-se para libertar o ar ou gases que o leite sempre possuem dissolvidos e vai acumulando ao longo do processo de fabrico e que podem dificultar a homogeneização. A homogeneização é levada a cabo em homogeneizadores onde o leite é pressurizado por uma bomba de pistão (a 100-250 bar) e a temperaturas de 60-70 ºC provocando assim a disrupção dos glóbulos de gordura. A desgaseificação é feita antes da homogeneização e estas duas operações podem ser realizadas antes ou depois da pasteurização, conforme o sistema utilizado (directo ou indirecto) no caso do leite ultrapasteurizado. A temperatura e o tempo de pasteurização são factores fundamentais que têm a ver com a qualidade do leite e com as propriedades de conservação pretendidas. Actualmente a pasteurização do leite é feita de forma contínua (HTST) e envolve o aquecimento do leite num permutador de calor de placas até atingir a temperatura de 72-75 ºC durante 15-20 segundos antes de o arrefecer imediatamente. A ultrapasteurização, com aquecimento do leite a 125-138 ºC durante 2-4 segundos ou o tratamento UHT (esterilização), com aquecimento até 135-140 ºC durante alguns Outubro 2001 28 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL segundos, são outras duas técnicas de tratamento térmico do leite com o objectivo de prolongamento dos prazos de conservação. A manutenção do leite a estas diversas temperaturas durante os periodos desejados faz-se com o auxílio de tubagens em espiral cujo comprimento é função do tempo de retenção desejado. Em certos casos, no tratamento térmico do leite podem também ser usados permutadores de calor tubulares, sendo no entanto estes menos eficientes do que os de placas, mas permitindo mais facilmente lidar com partículas em suspensão, por exemplo. Arrefecimento: imediatamente após a pasteurização é necessário arrefecer imediatamente o leite a temperaturas à volta dos 4 ºC. Isto é feito fazendo novamente passar o leite por um permutador de placas. O líquido de refrigeração utilizado no permutador é normalmente água, embora também se use o glicol. Neste processo de aquecimento e arrefecimento rápidos existe um sistema regenerativo com aproveitamento do calor do leite (já pasterizado e que necessita de ser arrefecido) no aquecimento do leite que necessita ainda de ser pasteurizado. Embalamento asséptico: consiste no enchimento das embalagens de cartão revestidas a alumínio ou polietileno ou garrafas de plástico, feita de forma asséptica para evitar a recontaminação do leite. MANTEIGA A manteiga é produzida a partir da nata do leite. Todo o excesso de gordura obtido durante as operações de clarificação/normalização do leite é utilizado na produção de manteiga. A nata que é separada durante a operação de centrifugação do leite e que é usada para fazer manteiga possui um conteúdo em gordura que pode variar entre os 25 e os 40% da gordura do leite. Os principais constituintes da manteiga são a gordura do leite (80-82%), água (15-17%), sal (1-2%) e pequenas quantidades de proteína do leite, cálcio, fósforo e vitaminas. Também se pode produzir manteiga a partir do soro resultante do processo de fabrico do queijo. A manteiga pode ser classificada quanto ao seu conteúdo em sal e a sua côr varia em função do seu conteúdo em carotenóides. Antes da produção da manteiga propriamente dita existe um conjunto de passos a que o leite é submetido para obtenção e preservação da nata e que são semelhantes aos do tratamento do leite para consumo. Outubro 2001 29 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Recepção do leite: procedimento idêntico ao do processamento do leite com as operações normais de recepção, pesagem, análises e armazenamento em tanques cisterna. Pré-aquecimento ou termização: o leite é pré-aquecido a 63 ºC durante 15 segundos no pasteurizador. O objectivo desta operação já foi descrito no processo de fabrico do leite. Clarificação/Separação/normalização: nesta operação procede-se à separação da nata do leite e à sua normalização, conforme atrás referido. A nata, como é sabido, consiste na parte gordurosa do leite, sendo esta separada do resto dos constituintes por centrifugação. A nata assim obtida é então normalizada para um teor de gordura de 38% afim de facilitar a pasteurização e o arrefecimento evitando ainda perdas excessivas de gordura nas outras fases de melhoramento das natas. Antes da pasteurização é feita a correcção da acidez da nata por adição de bicarbonato de sódio e carbonato de sódio. Esta redução da acidez tem como objectivo melhorar o sabor da manteiga e aumentar a sua resistência à deterioração durante o armazenamento, permitindo ainda padronizar o produto e evitar perdas de gordura no leitelho. A nata é armazenada num tanque intermédio antes de seguir para a pasteurização. Pasteurização/Desaeração: a nata é pasteurizada a uma temperatura de 95 ºC ou mais e com baixo tempo de retenção. O objectivo da pasteurização é destruir os microorganismos patogénicos e dos que decompõem a nata por fermentação assim como a destruição da enzima lipase. Por vezes, e para remoção dos sabores indesejáveis, procede-se à desaeração por vácuo. Esta é realizada antes da pasteurização e envolve o aquecimento da nata sujeitando-a em seguida a um arrefecimento rápido fazendo-a entretanto passar por uma câmara de vácuo com pressão reduzida onde as substâncias aromáticas são libertadas. Arrefecimento/Armazenagem: a nata é arrrefecida no pasteurizador a 18-20 ºC e armazenada. Inoculação/Maturação: a nata é inoculada com uma cultura láctica acidificante e aromatizante. As culturas lácticas acidificantes incluem geralmente os microorganismos lactococcus lactis e lactococcus cremoris e entre os aromatizantes o mais utilizado é o lactococus diacetilactis. O uso de culturas de bactérias no processo permite um melhor controle do sabor. A fermentação demora geralmente de 12 a 15 Outubro 2001 30 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL horas. Tanto esta operação como a do tratamento térmico são realizadas simultaneamente em tanques de aço inox com agitadores reversíveis para uma agitação eficiente e possuem um sistema de aquecimento e arrefecimento. Tratamento térmico: esta operação tem como objectivo controlar a cristalização da gordura de forma a que a manteiga tenha uma consistência óptima. A consistência da manteiga é uma das suas características mais importantes uma vez que afecta outras como o sabor e o aroma desta. O tratamento térmico a aplicar é função da quantidade de gordura insaturada que a nata contém, o que determina a consistência final da manteiga. Assim este tratamento térmico regula numa certa extensão a quantidade de gordura sólida que é o maior factor de controle da consistência da manteiga. O tratamento térmico consiste, e de um modo geral, no arrefecimento rápido da nata para cristalização dos glóbulos de gordura e uma maior pureza dos cristais, por eliminação dos triglicéridos com baixo ponto de fusão. As temperaturas de arrefecimento, aquecimento e recristalização são seleccionadas de acordo com o conteúdo em gordura insaturada na nata. Batedura: a batedura consiste na agitação da nata por um processo descontínuo ou contínuo até que a emulsão quebre, dando-se a coagulação dos glóbulos de gordura ou “grãos de manteiga”. Nesta operação também são eliminadas a maior parte das substâncias não gordurosas que consituem o leitelho. Esta operação é tradicionalmente realizada em tambores cilíndricos horizontais e com velocidade ajustável. No processo contínuo a nata proveniente dos tanques de maturação alimenta continuamente a batedeira onde a conversão e separação do leitelho é realizada continuamente em várias secções independentes na máquina batedora. Na sequência da eliminação do leitelho ocorre a malaxagem para ajuste do conteúdo de humidade. Também pode acontecer a incorporação de sal na manteiga, através da adição de salmoura, no caso da manteiga com sal. Embalagem: a manteiga é então descaregada e trasnportada para as máquinas de embalamento. IOGURTE O iogurte é um produto preparado a partir da fermentação láctica do leite. O leite é assim inoculado com uma cultura de bactérias que provocam a conversão de parte da Outubro 2001 31 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL lactose do leite em ácido láctico. Os microorganismos básicos utilizados na fabricação do iogurte são a lctococcus thermophilus e o lactobacillus bulgariens. O leite destinado à produção de iogurte é sujeito a várias operações de pré tratamento nomeadamente tratamento térmico, normalização do teor em gordura, adição de açúcar, homogeneização. Estas operações ocorrem antes da inoculação do fermento, para criar condições de crescimento para a cultura de fermentação e melhorar a consistência e aparência do iogurte. Existem vários tipos de iogurte podendo ser classificados da seguinte forma: • Sólidos (incubados e arrefecidos na embalagem); • Batidos (incubados em tanques e arrefecidos antes de colocados em embalagem); • Líquidos (a coalhada fica líquida antes do embalamento); • Gelados (incubados em tanques e congelados como os gelados); • Concentrados (incubados em tanques, concentrados e arrefecidos antes da embalagem). Será feita referência essencialmente aos três primeiros. Como atrás foi dito o leite sofre um pré-tratamento antes de ser enviado para as linhas de produção de iogurte. O leite é normalizado quanto ao seu teor em gordura e extracto seco sendo ainda homogeneizado, pasteurizado e arrefecido à temperatura de coagulação. Pré-tratamento: o leite destinado à produção de iogurtes deve possuir uma boa qualidade bacteriológica devendo conter reduzida quantidade de bactérias ou substâncias que impeçam o desenvolvimento da cultura de iogurte. Normalização: depois de seleccionado quanto aos padrões de qualidade, o leite é padronizado quanto ao seu teor em gordura, geralmente entre 0,5 e 3,5%. Aumento do extracto seco: tem como objectivo aumentar a consistência do iogurte e diminuir a tendência de dessoração. Existem várias formas para isto nomeadamente por evaporação da água do leite num evaporador ou pela adição de leite em pó. Homogeneização: o principal objectivo desta operação é o de prevenir a formação de nata durante o periodo de incubação e assegurar uma distribuição uniforme da gordura do leite. Também contribui para melhorar a estabilidade e consistência do leite. É realizada em homogeneizadores a uma pressão de aproximadamente 200-250 bar. Outubro 2001 32 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Pasteurização/Retenção: o leite é seguidamente pasteurizado num permutador de calor à temperatura de 90-95 ºC seguindo-se um tempo de retenção de 5 minutos. Este tratamento térmico antes da inoculação da cultura tem como objectivo melhorar as propriedades do leite como substrato para a cultura de bactérias, tornar firme o coágulo de iogurte e reduzir o risco de separação do soro. Arrefecimento: após a pasteurização o leite é arrefecido até à temperatura de inoculação (40-45 ºC) IOGURTE BATIDO Inoculação: as fábricas normalmente compram as culturas de bactérias pretendidas já preparadas por laboratórios especializados, pois a sua preparação e manuseamento obedece a altos requisitos de precisão e higiene. Estas podem encontrar-se sob diversas formas – congeladas, em pó, liquido, etc. Incubação: a incubação das culturas é feita em tanques isotérmicos de maturação com medidores de pH. Neste tipo de iogurte o período de incubação é de 2,5 a 3 horas à temperatura de 42-43ºC. Logo após o enchimento do tanque com a mistura esta é agitada inicialmente durante um certo período de tempo para assegurar uma mistura uniforme da cultura de bactérias. Arrefecimento: após atingir o pH ideal a mistura é arrefecida logo de seguida (nos 30 minutos subsequentes) para os 15-22 ºC para parar o desenvolvimento das bactérias e o aumento da acidez. Ao mesmo tempo o coágulo deve ser sujeito a agitação suave para melhorar a consistência. O arrefecimento tem lugar num permutador de calor de pratos. Adição de aromas: adição de aditivos ou polpa de fruta ao iogurte aquando da sua transferência para as máquinas de enchimento. A mistura é feita de forma contínua bombeando o iogurte e os aditivos através de um misturador estático colocado na linha imeditamente antes do enchimento. É importante uma adequada pasteurização dos aditivos para eliminação dos microorganismos mas de forma a não alterar o gosto e textura da fruta. Embalagem: enchimento das embalagens de iogurte nas máquinas de enchimento. Outubro 2001 33 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL IOGURTE SÓLIDO Os iogurtes batidos e os iogurtes sólidos são muitas vezes produzidos concurrencialmente na mesma unidade industrial. De facto as operações são idênticas apenas se alterando a sua ordem ao longo do processo de fabrico. O pré tratamento do leite é igual para os dois tipos. Adição de aromas/Enchimento: os aditivos são adicionados continuamente ao caudal de leite antes da máquina de enchimento. Incubação/Arrefecimento: após o enchimento da embalagem e disposição destas em paletes sobrepostas, estas são transportadas para a câmara de incubação/arrefecimento, onde se dá a incubação. Após atingindo o pH ideal, estas paletes seguem para outra zona da câmara onde são arrefecidas de forma contínua até à temperatura final desejada (<5 ºC). O período de incubação é de cerca de 3-3,5 horas sendo importante durante este tempo não agitar as embalagens para diminuir o risco de dessoração. A eficiência do arrefecimento é função de muitos factores como o tamanho e forma das embalagens ou a sua disposição, podendo ser de 65-70 minutos para as embalagens pequenas e cerca de 80-90 minutos para as embalagens grandes. IOGURTE LIQUIDO O iogurte líquido é preparado de maneira idêntica aos anteriores embora com algumas diferenças. Após a mistura e arrefecimento a cerca 18-20 ºC o iogurte é transferido para um tanque de mistura onde são adicionados estabilizadores, fruta e açucar. Após esta operação o iogurte pode ser tratado de várias maneiras, conforme o prazo de validade desejado para o iogurte. Assim, e para prolongamento do tempo de vida do iogurte a mistura sofre diferentes tratamentos térmicos e inclusivé embalamento asséptico. Existem assim processos alternativos para este tipo de iogurte conforme o tempo de vida desejado para o iogurte, conforme é possível observar no diagrama de blocos respectivo. GELADOS Os gelados podem ser divididos em quatro grandes categorias de acordo com os ingredientes usados no seu fabrico: Outubro 2001 34 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios • Gelados feitos exclusivamente a partir de produtos do leite; • Gelados contendo gordura vegetal; • Gelados contendo sumo de fruta com gordura ou sólidos de leite; • Gelados contendo água, açúcar e concentrado de fruta. Os primeiros dois tipos perfazem aproximadamente 80-90% da produção mundial. São vários os ingredientes usados no fabrico de gelados. Podemos referir a gordura (do leite ou vegetal), as proteinas, lactose e sais minerais, o açúcar, os emulsificantes e estabilizadores, aromas e corantes. Todos eles têm de estar armazenados em condições que garantam a sua qualidade, com refrigeração no caso dos produtos de leite. O fabrico de gelados é constituido por um conjunto de operações básicas referidas a seguir. Mistura: antes de se proceder à mistura propriamente dita são seleccionados os ingredientes com base na formulação desejada. São em seguida cuidadosamente calculados e pesados ou medidos a fim de se obter a mistura equilibrada. Os ingredientes podem ser sólidos, como o soro ou leite em pó, os emulsificantes ou estabilizadores, ou podem ser líquidos como o leite, a nata, glucose e gorduras vegetais. Os ingredientes são adicionados no tanque de mistura e aquecidos para facilitar a dissolução e sujeitos a rápida agitação para incorporar os pós, sendo usados muitas vezes agitadores de alta velocidade. É comum funcionarem dois tanques de mistura de forma a que haja uma sucessão contínua de batches a pasteurizar. Pasteurização/Homogeneização/Arrefecimento: a mistura é em seguida pasteurizada. O objectivo da pasteurização é a destruição das bactérias patogénicas auxiliando também na hidratação das proteinas e estabilizadores. A pasteurização é feita aquecendo a mistura nos tanques a 70 ºC durante 30 minutos, passando em seguida para o homogeneizador e depois para um permutador de placas ou tubos sendo arrefecida a 5 ºC. Numa maior escala de produção a pasteurização é feita de forma contínua num pasteurizador (HTST) onde é pré-aquecida antes de passar para o homogeneizador retornando depois ao permutador para pasterização a 83-85 ºC durante 15 segundos. A mistura pasteurizada é então arrefecida a 5 ºC antes de ser transferida para o tanque de envelhecimento. A secção de arrefecimento dos permutadores usados aqui é maior do que a dos utilizados para o leite. Devido ao pré-aquecimento da mistura a recuperação (regeneração) de calor é perdida e a mistura entra na secção de refrigeração ainda bastante quente. A mistura passa então para o homogeneizador onde forma um emulsão “gorda” por ruptura ou Outubro 2001 35 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL redução dos glóbulos de gordura do leite ou nata. A homogeneização permite também o aumento da área superficial, torna o gelado mais macio e cremoso e aumenta a resistência ao derretimento, contribuindo para melhorar a sua aparência e o paladar. A homogeneização deve ser realizada à temperatura de pasteurização para uma maior facilidade de quebra dos glóbulos de gordura sob qualquer pressão reduzindo a tendência para misturas densas. Envelhecimento: o objectivo desta operação é o de tornar a mistura mais cremosa e melhorar a textura do gelado. A mistura é então deixada em repouso no tanque de envelhecimento durante quatro horas a uma temperatura entre 2 e 5 ºC, mas com uma contínua e suave agitação durante este período. Este tempo permite que a gordura arrefeça e cristalize e a total hidratação das proteinas e polissacáridos, com um ligeiro aumento da viscosidade da mistura. O envelhecimento é realizado em tanques com isolamento ou refrigerados. Congelamento: a mistura proveniente do tanque de envelhecimento passa então para o congelador onde é introduzida uma quantidade controlada de ar para aumentar o volume do gelado e onde acontece a formação de pequenos cristais de gelo. O congelador é um permutador de calor cilíndrico, com um revestimento que contém amonia ou freon. A mistura entra por um dos lados do cilindro, congelando, e após alguns segundos sai na outra extremidade a uma temperatura de –3 a –6 ºC. À medida que a mistura vai congelando nas paredes do cilindro esta é raspada e retirada continuamente por uma faca em rotação no interior do cilindro. Ingredientes como bocados de fruta, chocolate ou corantes podem ser adicionados imediatamente a seguir. Enchimento/Extrusão/Moldação: conforme a forma e quantidade pretendida para o gelado, assim é utilizada a operação de enchimento, extrusão ou moldação. Os gelados podem ser acondicionados em copos, cones, paus e caixas. A mistura pode então ser extrudida sob várias formas, seguindo através do tapete da extrusora para o tunel de endurecimento onde ocorre o congelamento final a –20 ºC. O processo de enchimento é semelhante e acontece numa máquina rotativa de enchimento. A moldação dos gelados de pau é realizada em máquinas próprias que possuem cavidades com a forma desejada e onde a mistura directamente proveniente do envelhecimento enche os moldes e é automáticamente congelada a –3 ºC sendo antes introduzidos os paus. A desmoldagem processa-se fazendo passar os moldes por uma salmoura morna, permitindo a extracção. Neste caso não é necessária a operação Outubro 2001 36 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios de endurecimento uma vez que os produtos já estão totalmente congelados, seguindo directamente para o empacotamento. Endurecimento: esta operação é realizada para os produtos que são empacotados imeditamente antes do congelamento sendo transferidos para os túneis de endurecimento onde são levados a uma temperatura de –20 ºC. Quanto mais rápido fôr o endurecimento melhor é a textura do gelado. Armazenagem: o produto é então armazenado em prateleiras a uma temperatura de –25 ºC. O tempo de preservação depende do gelado, da embalagem e da manutenção da baixa temperatura, podendo ir até nove meses. QUEIJO O queijo é constituído pela gordura do leite, água, proteínas e minerais. Existe uma enorme variedade de queijos com diferentes características de sabor, texturas e tempos de conservação. O fabrico de queijo baseia-se na coagulação da caseína do leite, ou das proteínas do soro. O produto final depende da composição e manuseamento do leite e da cultura de inoculação. Estas duas variáveis podem ser modificadas com tratamentos térmicos ou ainda salga. O queijo é então o produto fresco ou curado, de consistência variável, obtido pela coagulação e dessoração do leite. No processo de obtenção do queijo, para além da coagulação da caseína do leite ainda é necessário a operação de moldagem (para dar forma ao queijo) ou a operação de maturação ou cura. Estas operações são descritas em maior detalhe a seguir. Por fim refere-se que existem ainda várias classificações para os diversos tipos de queijo de acordo com o seu conteúdo em humidade ou o tipo de cura. Tratamento: o leite destinado à produção de queijo passa por um tratamento algo semelhante ao do leite que é utilizado para consumo. Esta etapa é de particular importância um vez que tem considerável influência na qualidade do produto final. Assim o leite tem de ser refrigerado quer durante o seu transporte quer durante o seu armazenamento (4 ºC) nos tanques cisterna e respeitar todas as condições de higiene podendo sofrer previamente uma termização para prevenir o crescimento de bactérias, se o leite não puder ser imediatamente processado. Em seguida o leite é desnatado, normalizado e pasteurizado. A normalização é aqui também importante pois muitas vezes os queijos são classificados de acordo com o seu conteúdo em gordura numa base seca, devendo estes ser agrupados de acordo. Quanto à pasteurização esta é normalmente realizada a 72-73 ºC durante 15-20 segundos. No Outubro 2001 37 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios entanto há excepção na produção de certos tipos de queijo não podendo ser aplicadas temperaturas tão altas a fim de não afectar o sabor ou aroma do queijo, como o parmesão. Coagulação: Nesta operação procede-se à coagulação da caseína do leite obtendo-se um gel sólido vulgarmente designado por coalhada. A desnaturação da caseína é provocada pela actividade enzimática ou pelos ácidos. Para obtenção da coalhada é necessário adicionar ao leite um fermento ou cultura inicial de bactérias, o coalho (enzimas proteolíticas) e outros aditivos. O tipo de culturas usadas é função do tipo de queijo pretendido. A função das culturas é a de produzir ácido láctico, desnaturar a proteína e em certos casos a produção de dióxido de carbono. A produção de ácido baixa o pH o que é importante na contracção do coágulo acompanhado da eliminação do soro. Também são libertados sais de cálcio e fósforo durante este processo o que vai influenciar a firmeza ou rigidez da coalhada. Outra função importante destas bactérias produtoras de ácido é a de suprimir as que sobreviveram à pasteurização. Na maior parte dos casos para obtenção da coalhada é necessário a acção do coalho cuja actividade enzimática provoca a coagulação da caseina. São ainda adicionados cloreto de cálcio, para obter uma maior firmeza da coalhada, e dióxido de carbono, para diminuição do tempo de coagulação. A operação de coagulação é relizada em cubas de aço inox onde são adicionados os aditivos, a cultura e o coalho do leite que está aquecido a aproximadamente a 30 ºC. Após a adição do coalho o leite é agitado cuidadosamente durantes 2 a 3 minutos para não perturbar a coagulação e causar perda da caseina para o soro. Finalmente o leite é deixado em repouso cerca de 40 minutos, tempo necessário para que a coagulação ocorra. Quando a coalhada atinge o ponto, efectua-se o corte desta obtendo-se pequenos “grãos”. É então realizado o corte da coalhada por um conjunto de lâminas dispostas paralelamente e empilhadas numa espécie de agitador. A seguir ao corte a mistura é agitada suavemente e é drenado o soro. Procede-se em seguida ao aquecimento da coalhada para regulação do tamanho e acidez. Este aquecimento pode ser feito através de vapor ou com água quente, dependendo do tipo de queijo. Moldagem/Prensagem: após remoção do soro o coalho pode ser tratado de várias maneiras, nomeadamente sendo transferido directamente para os moldes (queijo granular) ou prensado previamente e cortados antes de moldados (queijo prato), ou ainda moído para o fabrico de queijos como o mozzarella.A prensagem faz-se com o objectivo de expulsar o resto do soro, melhora a textura e dá a forma ao queijo. A velocidade de prensagem deve ser gradual e aplicada a cada tipo de queijo a fim de Outubro 2001 38 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios não provocar bolsas de humidade. Existem vários tipos de prensas desde a manual até às pneumáticas e hidráulicas com pressão regulável. Desmoldagem: os queijos são retirados automáticamente das formas da máquina de moldagem. Salga: a adição de sal funciona não somente como a adição de um condimento mas também tem outra função que é a de causar a remoção da humidade através do efeito osmótico. Existem várias maneiras de se proceder à salga, quer adicionando o sal directamete ao coalho por pulverização após a expulsão do soro quer submergindo os queijos em tanques com salmoura. O tempo de salga varia em função do formato e peso do queijo. Normalmente um queijo prato de 3 Kg é salgado até 48 horas. Cura: o ciclo de cura varia conforme o tipo de queijo a produzir. Nesta operação o queijo passa por um conjunto de transformações com origem em processos microbiológicos, fisicos e bioquímicos. Estas transformações afectam a lactose, a proteína e a gordura. São controlados o grau e a velocidade de fermentação da lactose, regulando para isto o crescimento e actividade da bactéria do ácido láctico, de acordo com o tipo de queijo. Também o grau de decomposição da proteína caseína afecta a qualidade do queijo quanto à sua consistência e sabor sendo também característica deste processo. A condições de armazenagem dos queijos durante o ciclo de cura são importantes pois o objectivo é o controle do ciclo o maior tempo possível. Assim e para cada tipo de queijo deve ser mantida uma combinação específica de temperatura e humidade nas diferentes câmaras de cura durante os diferentes estágios da cura. Embalamento: o queijo pode ser envolvido em plástico ou tripa e colocado em caixas de cartão. PRODUÇÃO DE QUEIJO FRESCO E REQUEIJÃO A primeira etapa respeitante à produção de queijo fresco consiste no enchimento das cubas de coagulação com o leite previamente tratado. A este leite são adicionados os componentes necessários para a obtenção do coalho pretendido por um processo enzimático. A mistura assim obtida permanece em cubas cerca de uma hora sob agitação contínua e lenta até à formação do coalho. A coalhada obtida na fase anterior é transportada em seguida para a mesa de trabalho, onde se dá a separação do primeiro soro que escorre para o depósito de recolha, enquanto a massa é colocada Outubro 2001 39 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios nos moldes. Este soro será aproveitado para o fabrico de requeijão juntamente com o que não foi removido das cubas. Os queijos frescos assim obtidos permanecem em repouso durante algum tempo, durante o qual é extraído ainda algum soro (segundo soro). Em seguida é embalado e armazenado para expedição. A produção de requeijão é feita a partir do aproveitamento do primeiro soro proveniente do processo de produção de queijo fresco. Este, depois de recolhido em recipiente próprio é colocado num depósito onde é submetido a um aquecimento a cerca de 100 ºC, que provoca a sua coagulação. O produto é então colocado em pequenos cestos, sendo filtrado o soro resultante. Outubro 2001 40 PNAPRI INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios 4.1 DIAGRAMAS DOS PROCESSOS DE FABRICO Nas Figuras 10-16 indica-se de uma forma esquemática os diagramas dos processos de fabrico típicos de cada um dos subsectores industriais em análise. Nestes diagramas identificam-se, de forma tanto quanto possível exaustiva, as matérias primas utilizadas e os resíduos gerados em cada operação. Outubro 2001 41 PNAPRI RECEPÇÃO DO LEITE Solução de lavagem CLARIFICAÇÃO SEPARAÇÃO NORMALIZAÇÃO PRÉ AQUECIMENTO Skimmilk Efluente de lavagem Solução de lavagem Bicarbonato de Sódio Efluente de lavagem Nata PASTEURIZAÇÃO DESAERAÇÃO Lama Solução de lavagem Efluente de lavagem Salmoura 42 BATEDURA EM BATCH Efluente de lavagem EMBALAGEM Solução de lavagem Culturas Leitelho TRATAMENTO TÉRMICO Salmoura BATEDURA CONTÍNUA Embalagens Manteiga Efluente de lavagem Leitelho Figura 10: Diagrama do processo de fabrico típico da Manteiga (CAE 15510). PNAPRI Dezembro 2000 42 PNAPRI INOCULAÇÃO MATURAÇÃO Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios ARMAZENAMENTO REFRIGERADO ARREFECIMENTO ARMAZENAGEM I Carbonato de Sódio Solução de lavagem INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Outubro 2001 Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Ingredientes líquidos Solução de lavagem Ar Água PASTEURIZAÇÃO HOMOGENEIZAÇÃO ARREFECIMENTO MISTURA Derrames Embalagens ADIÇÃO DE INGREDIENTES Solução de lavagem Efluente de lavagem ENVELHECIMENTO CONGELAMENTO Efluente de lavagem Água de refrigeração Solução de lavagem 43 ENDURECIMENTO EMPACOTAMENTO DECORAÇÃO FLAVOURING Derrames EMPACOTAMENTO ARMAZENAGEM Embalagens Paletes Figura 11: Diagrama do processo de fabrico típico de Gelados (CAE 15520). PNAPRI 43 PNAPRI Efluente de lavagem Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios ENCHIMENTO EXTRUSÃO MOLDAGEM Embalagens Dezembro 2000 I Ingredientes sólidos INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Outubro 2001 Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Solução de lavagem 1º soro Solução de lavagem Fermentos Efluente de lavagem MOLDAGEM Soro Efluente de lavagem EMBALAGEM Embalagens EXPEDIÇÃO Paletes Figura 12: Diagrama do processo de fabrico típico do Requeijão (CAE 15510). PNAPRI 44 PNAPRI Requeijão Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios 44 COAGULAÇÃO Dezembro 2000 I INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Outubro 2001 Vapor 100 ºC Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Solução de lavagem Solução de lavagem COAGULAÇÃO MOLDAGEM/PRENSAGEM DESMOLDAGEM Queijo seco Efluente de lavagem Soro Efluente de lavagem EXPEDIÇÃO EMBALAGEM Paletes Embalagens Figura 13: Diagrama do processo de fabrico típico do Queijo Seco (CAE 15510) PNAPRI Dezembro 2000 45 SALGA PNAPRI CURA Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lactícinios 45 Efluente de lavagem I Solução de lavagem Fermentos Soro INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Outubro 2001 Leite termizado e normalizado Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios PRETRATAMENTO DO LEITE Yogurte Sólido Fermentos EMBALAGEM INCUBAÇÃO ARMAZENAMENTO REFRIGERADO ARREFECIMENTO Efluente de lavagem Embalagens Aditivos INOCULAÇÃO INCUBAÇÃO ADIÇÃO DE AROMAS ARREFECIMENTO Yogurte Batido I ADIÇÃO DE AROMAS INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Outubro 2001 Solução de lavagem Aditivos ARMAZENAMENTO REFRIGERADO EMBALAGEM Embalagens Solução de lavagem HOMOGENEIZAÇÃO Estabilizador Efluente de lavagem Fruta Açucar INCUBAÇÃO Solução de lavagem MISTURA Efluente de lavagem ARREFECIMENTO Solução de lavagem PASTEURIZAÇÃO Efluente de lavagem ESTERILIZAÇÃO (UHT) HOMOGENEIZAÇÃO Efluente de lavagem EMBALAGEM ASSÉPTICA Embalagens PNAPRI Figura 14: Diagrama do processo de fabrico típico do Iogurte. Dezembro 2000 46 PNAPRI EMBALAGEM ARMAZENAMENTO REFRIGERADO Embalagens EMBALAGEM ASSÉPTICA ARMAZENAMENTO REFRIGERADO Embalagens ARMAZENAMENTO TEMPERATURA AMBIENTE Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios 46 Yogurte Líquido Solução de lavagem Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Fermentos Solução de lavagem COAGULAÇÃO Efluente de lavagem MOLDAGEM/PRENSAGEM DESMOLDAGEM Efluente de lavagem 1º Soro 2º Soro EMBALAGEM EXPEDIÇÃO Embalagens Paletes Figura 15: Diagrama do processo de fabrico típico do Queijo Fresco (CAE 15510). PNAPRI Dezembro 2000 47 PNAPRI Queijo fresco Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios 47 1º Soro Solução de lavagem I INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Outubro 2001 Leite termizado e normalizado Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios Derrames CLARIFICAÇÃO SEPARAÇÃO NORMALIZAÇÃO ARMAZENAMENTO REFRIGERADO TERMIZAÇÃO Efluente de lavagem Efluente de lavagem dos tanques Embalagens Nata Lama Efluente de lavagem Solução de lavagem Água Água ARREFECIMENTO Água Skimmilk Vapor Solução de lavagem Embalagens defeituosas ARREFECIMENTO PASTEURIZAÇÃO DESGASEIFICAÇÃO HOMOGENEIZAÇÃO ARMAZENAMENTO REFRIGERADO Efluente de lavagem Efluente de lavagem Água Derrames ARMAZENAMENTO TEMPERATURA AMBIENTE EXPEDIÇÃO Leite Pasteurizado Paletes PNAPRI Figura 16: Diagrama do processo de fabrico típico do leite (CAE 15510). Dezembro 2000 48 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios 48 EMBALAMENTO ASSÉPTICO I RECEPÇÃO DO LEITE Solução de lavagem INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Outubro 2001 Solução lavagem Solução lavagem Leite Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 5. RESÍDUOS INDUSTRIAIS DO SECTOR 5.1 ANÁLISE GLOBAL DOS RESÍDUOS DO SECTOR E SUA GESTÃO ACTUAL O principal problema, em termos ambientais para a Indústria de Lacticínios, diz respeito aos seus efluentes líquidos. De facto a água tem grande importância neste tipo de indústria sendo utilizada em inúmeras operações, como lavagens de equipamento e instalações, arrefecimento, aquecimento, etc. O volume de água necessário é elevado, atingindo mesmo em certos casos os 15 litros por cada litro de leite processado. Os efluentes líquidos desta indústria possuem elevada carga orgânica que é originária das perdas de produto e matérias primas que são arrastadas pelas águas de lavagem do equipamento e das instalações ao longo do processo de fabrico. Estima-se que 2% do total de leite processado seja desperdiçado em derrames e fugas no equipamento, na contaminação do leite com a solução de limpeza do sistema CIP e derrames do embalamento de produtos. Estudos efectuados mostraram que 1 mg de CBO5 no efluente líquido significa que pelo menos 9 mg de leite foram desperdiçados. Desta forma, conhecendo o nível de CBO5 no efluente pode-se facilmente estimar a quantidade de produto desperdiçada. Apresenta-se no Quadro 11 os valores médios dos efluentes líquidos para a Indústria de Lacticínios. Quadro 11: Valores médios dos efluentes líquidos. Sector Leite Queijo Iogurte/Outros Fósforo SST CQO CBO5 Ól/Gord. Azoto total (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) 480 1 700 1 500 130 50 15 1 100 12 000 5 400 380 160 110 420 2 900 1 400 230 75 10 total (mg/l) SST – Sólidos Suspensos Totais; CQO – Carência Química de Oxigénio; CBO5 – Carência Bioquímica de Oxigénio determinada ao fim de 5 dias de incubação a 20 ºC. Assim, as principais fontes de resíduos que afectam os efluentes líquidos são: • Lavagem de tanques no cais de recepção do leite; Outubro 2001 49 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL • Produto residual que permanece nas tubagens, bombas, tanques, cubas e equipamento de processo; • Misturas aquosas de leite e sólidos suspensos descarregadas durante os arranques, paragens e mudanças de produto dos pasteurizadores, separadores, clarificadores e evaporadores; • Derrames e fugas devido a utilização imprópria do equipamento ou falta de manutenção; • Perdas na operação de enchimento; • Soro resultante do processo de fabrico do queijo. Quantitativamente, são os subsectores industriais do fabrico de queijo e de iogurtes que contribuem com a maior quantidade de efluentes líquidos correspondendo a cerca de 63% do volume global de efluentes. Quanto ao destino dos efluentes, cerca de 76% da empresas que aderiram ao Contrato de Adaptação Ambiental possuem ETAR própria, enquanto as restantes descarregam os seus efluentes directamente nos colectores municipais ou para o meio hídrico. O soro de leite resultante do fabrico do queijo oferece outro problema a esta indústria, uma vez que, se do ponto de vista legal, este é considerado um resíduo, não o é pelos industriais que o conseguem valorizar, considerando-o um subproduto. O soro possui uma elevada carga orgânica e tratamento difícil pelo que constitui grave problema se rejeitado como efluente. O soro tem actualmente vários destinos como o fabrico de requeijão, encaminhamento para a pecuária, concentrado e seco, ou rejeitado como efluente. Segundo dados de 1999, 25% do soro produzido tem como destino a pecuária, 12% é rejeitado como efluente, 3% vai para o fabrico de requeijão e 60% é concentrado e seco, sendo utilizado em rações animais ou para o fabrico de gelados. Os resíduos sólidos, neste sector, constituem um problema comparativamente menor. As embalagens, de cartão, plástico, papel e Tetrapak são recolhidas selectivamente na maior parte dos casos e enviadas para reciclagem exterior em empresas especializadas como a Sociedade Ponto Verde, ou mesmo vendidas, no caso das fracções de alumínio e cartão. As lamas resultantes das estações de tratamento dos efluentes líquidos são depositadas em terrenos agrícolas e utilizadas como fertilizante uma vez que as análises químicas destas lamas não revelaram metais pesados na sua composição. Outubro 2001 50 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Também existem casos de deposição destas lamas como resíduos sólidos urbanos (banais). Os produtos fora de prazo são regra geral cedidos para alimentação animal, ou eliminados conjuntamente com os efluentes. Os óleos usados são cedidos para reciclagem em empresas especializadas sendo no entanto em alguns casos queimados nas caldeiras da própria unidade industrial. As cinzas resultantes da queima das caldeiras não são regra geral quantificadas e o destino comum é a sua deposição em terrenos, muitas vezes da própria empresa. Outubro 2001 51 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 5.2 CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS E EFLUENTES LÍQUIDOS GERADOS E SUA CORRELAÇÃO COM AS OPERAÇÕES PRODUTIVAS POR SUBSECTOR DE ACTIVIDADE A identificação dos resíduos e dos efluentes gerados pelas diferentes operações produtivas em cada subsector e a sua classificação de acordo com o Catálogo Europeu de Resíduos (CER) apresentam-se nos Quadros 11 e 12. Quadro 12: Relação entre as operações produtivas, os resíduos e os efluentes líquidos gerados na Indústria do Leite e Derivados - (CAE 15510). OPERAÇÃO Tratamento de EFLUENTES E RESÍDUOS GERADOS CÓDIGO CER Lamas da ETAR 02 05 02 Resíduos urbanos 20 00 00 Embalagens, Absorventes, Panos, Materiais filtrantes 15 00 00 Soro lácteo 02 05 99 Cinzas 10 01 01 Óleos de motores, transmissões e lubrificação 13 02 00 Armazém, Várias Materiais impróprios para consumo ou processamento 02 05 01 Lavagem de peças Solventes e misturas de solventes 14 01 03 efluentes líquidos Armazém, Embalagem, Enchimento, Outras Armazém, Embalagem Coagulação, Moldagem, Prensagem Geração de vapor (caldeira) Manutenção dos equipamentos Lavagem equipamento, linhas e instalações Manutenção dos equipamentos Outubro 2001 Efluente lavagem (skimmilk; leitelho; derrames, água arrefecimento). Resíduos não especificados no CER 52 -- 16 00 00 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Quadro 13: Relação entre as operações produtivas, os efluentes e os resíduos gerados na Indústria do Gelados e Sorvetes - (CAE 15520). OPERAÇÃO CÓDIGO CER EFLUENTES E RESÍDUOS GERADOS Tratamento de Lamas da ETAR 02 05 02 Várias Resíduos urbanos 20 00 00 Armazém, Embalamento Embalagens, Absorventes, Panos, Materiais filtrantes 15 00 00 Lavagem equipamento, Efluente líquido (água de lavagem, derrames, agentes linhas e instalações de refrigeração) efluentes líquidos Geração de vapor (caldeira) Manutenção dos equipamentos Armazém, Outras -- Cinzas 10 01 01 Óleos de motores, transmissões e lubrificação 13 02 00 Materiais impróprios para consumo ou processamento 02 05 01 A identificação dos resíduos perigosos gerados pelas diferentes operações unitárias, e a sua classificação, de acordo com o Anexo II do Catálogo Europeu de Resíduos (CER), são apresentadas no Quadro 14. Quadro 14: Resíduos perigosos da Indústria de Lacticínios. SUBSECTORES Leite e Derivados Gelados e Sorvetes Outubro 2001 OPERAÇÃO RESÍDUO CÓDIGO CER Manutenção equipamento Óleos usados 13 02 00 Produção de vapor Cinzas da caldeira 10 01 01 Lavagem de peças Solventes 14 01 03 Manutenção equipamento Óleos usados 13 02 00 Produção de vapor Cinzas da caldeira 10 01 01 Lavagem de peças Solventes 14 01 03 53 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 5.2.1 ESTIMATIVAS DAS QUANTIDADES ANUAIS DE RESÍDUOS E DE EFLUENTES Para os restantes resíduos, a caracterização quantitativa foi efectuada tendo por base uma amostra constituída pelo conjunto de empresas que assinaram o Contrato de Adaptação Ambiental. Assim, e com base nessa amostra efectuou-se a extrapolação da quantidade de resíduos produzidos para o total das empresas do sector, tendo em conta a dimensão das empresas segundo o número de pessoas ao serviço. Para efectuar tal estimativa partiu-se do pressuposto que em processos de fabrico semelhantes a uniformidade na produção de resíduos em termos qualitativos é uma realidade. Outubro 2001 54 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Quadro 15: Estimativas das quantidades de resíduos gerados nos subsectores da Indústria de Lacticínios (ano de 1998). SUBSECTORES LEITE E DERIVADOS (CAE 15510) RESÍDUOS GELADOS E SORVETES (CAE 15520) RESÍDUOS BANAIS Lamas da ETAR (ton) 237 764 n.d. 9 219 n.d. 20 696 n.d. 3 552 490 n.d. Cinzas da caldeira (ton) 64 n.d. Resíduos não especificados no CER (ton) 99 n.d 99 542 n.d. 3 919 874 n.d. Resíduos urbanos (ton) Embalagens, Absorventes, etc (ton) RESÍDUOS Materiais impróprios para consumo ou processamento (ton) Soro lácteo (ton) SUBTOTAL (ton) RESÍDUOS PERIGOSOS Óleos usados (ton) 202 n.d. Solventes (ton) 1,2 n.d. 203,2 n.d. 3 920 077 n.d. SUBTOTAL (ton) TOTAL DE RESÍDUOS (ton) n.d.: impossível quantificar por total inacessibilidade de dados. Outubro 2001 55 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Quadro 16: Estimativa das quantidades de efluentes líquidos gerados nos subsectores da Indústria de Lacticínios (ano de 1998). SUBSECTORES EFLUENTES LÍQUIDOS EFLUENTES LEITE E DERIVADOS GELADOS E SORVETES (CAE 15510) (CAE 15520) EFLUENTES LÍQUIDOS Águas de lavagem; de perdas no processo, etc (*) 3 (m ) 10 303 015 n.d TOTAL DE EFLUENTES 3 (m ) 10 303 015 n.d. (*) Em alguns casos inclui o soro, não sendo este declarado separadamente dos restantes efluentes líquidos nos CAA. Nos quadros seguintes apresentam-se as quantidades estimadas de resíduos por categorias relativas ao CER 15 00 00 (Embalagens, absorventes, panos de limpeza, materiais filtrantes e vestuário de protecção não especificados), ao CER 13 02 00 (Óleos de motores, transmissões e lubrificação), ao CER 20 00 00 (Resíduos urbanos e resíduos similares do comércio, indústria e serviços incluíndo as fracções recolhidas selectivamente) e ao CER 16 00 00 (Resíduos não especificados neste catálogo). Outubro 2001 56 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Quadro 17: Estimativa das quantidades de resíduos com o CER 15 00 00 geradas na Indústria do Leite e Derivados (CAE 15510) - (ano de 1998). QUANTIDADE (ton) CÓDIGO CER Embalagens de papel e cartão 4 386 15 01 01 Embalagens de plástico 3 778 15 01 02 6,4 15 01 03 12 523 15 01 05 Embalagens de metal 0,6 15 01 04 Absorventes, panos de limpeza 2,1 15 02 01 20 696 15 00 00 RESÍDUO Paletes Embalagens compósitas (Tetrapak) TOTAL EMBALAGENS, ABSORVENTES, ETC. Quadro 18: Estimativa das quantidades de resíduos com o CER 13 02 00 geradas na Indústria do Leite e Derivados (CAE 15510) - (ano de 1998). RESÍDUO Óleos clorados de motores, transmissões e lubrificação Óleos não clorados de motores, transmissões e lubrificação Outros óleos de motores, transmissões e lubrificação TOTAL ÓLEOS USADOS Outubro 2001 57 QUANTIDADE (ton) CÓDIGO CER 10 13 02 01 83 13 02 02 109 13 02 03 202 13 02 00 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Quadro 19: Estimativa das quantidades de resíduos com o CER 20 00 00 geradas na Indústria do Leite e Derivados (CAE 15510) - (ano de 1998). QUANTIDADE (ton) CÓDIGO CER Madeira 636 20 01 07 Vidro 949 20 01 02 3 242 20 01 01 Plásticos de pequena dimensão 471 20 01 03 Outros metais 275 20 01 06 Têxteis 3,1 20 01 11 Equipamento electrónico 0,4 20 01 24 Resíduos compostáveis 8,2 20 02 01 Terras e pedras 807 20 02 02 Não especificados 2 827 20 00 00 TOTAL RESÍDUOS URBANOS 9 219 20 00 00 RESÍDUO Papel e cartão Quadro 20: Estimativa das quantidades de resíduos não especificados no CER (Código CER 16 00 00) geradas na Indústria do Leite e Derivados (CAE 15510) - (ano de 1998). QUANTIDADE (ton) CÓDIGO CER Carcassas de veículos 22 16 01 04 Pneus usados 16 16 01 03 Outro equipamento fora de uso 56 16 02 05 Acumuladores de chumbo 5,5 16 06 01 99,5 16 00 00 RESÍDUO TOTAL RESÍDUOS N.E NO CER N.E.: não especificados. Outubro 2001 58 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 6. PREVENÇÃO DE RESÍDUOS NO SECTOR A melhor forma de reduzir a poluição é preveni-la na fonte. A implementação em algumas empresas de Programas de Prevenção da Poluição conduziram a uma melhoria da eficiência do processo de fabrico e, consequentemente, a benefícios económicos. Em simultâneo, foi possível reduzir o impacte ambiental decorrente da sua actividade produtiva. Os referidos Programas contemplam a optimização do consumo de matérias primas, a sua substituição, modificações ao nível dos processos ou equipamentos, adopção de medidas que conduzem à minimização de desperdícios, reutilização e recuperação de solventes e de outros produtos, e acções de formação. Quanto menor for a quantidade de resíduos gerados ao longo do processo produtivo, menores serão os custos associados ao seu armazenamento, manuseamento, transporte, tratamento e/ou deposição. Como referido anteriormente o principal problema para este sector diz respeito aos seus efluentes líquidos. A gestão da água é então vital de maneira a evitar os custos desta e do tratamento dos efluentes, tendo ainda em conta que quantidades significativas de produto é desperdiçado nos efluentes. Tem vindo a haver, por parte dos industriais e dos fabricantes de equipamento, um esforço no sentido da aplicação de medidas/tecnologias com vista a reduzir o consumo de água. Muitas já foram aplicadas industrialmente , com reduções do consumo de água que pode ir até aos 4 litros de água gasta por litro de leite processado. Neste capítulo pretende-se fazer a identificação e análise das medidas/tecnologias de prevenção aplicáveis, referindo tanto quanto possível os aspectos técnicos e económicos da sua aplicação, recorrendo a estudo de casos. Como base de estudo e fontes de informação foram consultados os contractos de adaptação ambiental de 41 empresas aderentes, bibliografia respeitante ao sector e pesquisa na Internet. Foram também consultadas as associações do sector e realizadas visitas a empresas. Começar-se-á por referir alguns métodos gerais de redução do consumo de água: • Usar bocais de fecho automático nas mangueiras (uma mangueira a correr continuamente pode atingir 1 500 litros/hora); • Usar sistemas de lavagem de baixo volume e alta pressão e sistemas CIP; Outubro 2001 59 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL • Limpar sempre primeiro os derrames antes de os lavar; • Melhorar a manutenção para prevenir fugas de produto nas válvulas, no transporte dos produtos e no equipamento; • Desenho e instalação das linhas de tubagem devem permitir uma correcta drenagem do produto, evitando a necessidade de arrastamento posterior com água; • Permitir tempo suficiente aos produtos mais viscosos para drenagem das linhas e tanques antes de iniciar o ciclo de lavagem; • Recolha dos sólidos dos pavimentos e equipamento antes de lavar; • Na remodelação de fábricas já existentes deve ser tido em conta a segregação de drenagem dos efluentes que possuem maior carga orgânica. Estes podem assim ser recolhidos para um tanque para posterior neutralização ou prétratamento. Assim descargas dos clarificadores ou dos pasteurizadores, por exemplo, devem ser separadas relativamente a águas de arrefecimento ou lavagem de instalações. A segregação dos efluentes reduz o volume e carga destes e dos custos operativos das ETAR; • Usar válvulas de solenóide para o equipamento que opera intermitentemente como os condensadores. Métodos de reutilizar e reciclar a água também podem ser usados e envolvem basicamente recolher o efluente de uma ou mais operações de processo, havendo no entanto que ter alguma cuidado verificando se o líquido recolhido tem as características necessárias para entrada na nova operação. No entanto, a prática mais correcta relativamente à água utilizada nesta indústria é a redução do seu consumo e a segregação dos efluentes. De facto, e como regra geral, as unidades industriais deveriam possuir três sistemas diferentes de descarga: Um para as operações de arrefecimento, outro para o efluente doméstico e outro para os industriais, facilitando desta maneira o seu tratamento posterior. Também os sistemas de lavagem CIP (Clean-in-Place) vieram ajudar na redução da água utilizada nas lavagens, sendo um sistema mais eficiente de lavagem e não estando tão sujeito a fugas. Deveria constituir regra geral nesta indústria não deixar que os subprodutos como o soro, leitelho, ou sólidos resultantes do processamento do queijo entrem nos sistemas de drenagem. De facto alguns dos resíduos produzidos por esta indústria apresentam boas oportunidades da valorização, devido ao seu alto valor nutritivo, como o caso do soro lácteo. Existem já algumas tecnologias utilizadas para valorização de alguns destes resíduos. Outubro 2001 60 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL O soro lácteo pode ser seco e utilizado na alimentação animal ou no fabrico de gelados. Também se procede à suas desproteinização por precipitação e técnicas de separação envolvendo aquecimento ou adição de químicos. Podem ser usadas tecnologias como a ultrafiltração, electrodiálise, osmose inversa, etc, para a produção de concentrados de proteínas e de lactose. O leitelho também pode ser condensado e transformado em pó. O concentrado é depois usado extensivamente na alimentação animal. Uma vez que o leitelho possui uma maior quantidade de sólidos suspensos, é possível um processamento económico com menores quantidades do que no caso do soro. Outubro 2001 61 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL 7. ESTUDOS DE CASO ESTUDO DE CASO 1 RECUPERAÇÃO DA ÁGUA POR EVAPORAÇÃO E OSMOSE INVERSA DESCRIÇÃO DA MEDIDA Na produção de produtos lácteos em pó, a água contida no leite pode ser reutilizada. Esta água no leite pode ser recuperada por evaporação e osmose inversa. A potencial reutilização desta água derivada do leite foi identificado como sendo de 2500 m3/dia. Este sistema de recuperação da água foi instalado com o objectivo de reutilizar nas lavagens de 3 equipamento cerca de 1000 m /dia desta água. RESÍDUO/EFLUENTE QUE PREVINE Efluente líquido. BENEFÍCIOS AMBIENTAIS Disponibilidade de uma quantidade apreciável de água limpa gerada pelo processo de osmose inversa, e redução da quantidade de efluente líquido descarregado no sistema de tratamento. Também há uma redução do consumo de água potável. BENEFÍCIOS ECONÓMICOS Actualmente o sistema opera entre 550 e 750 m3/dia. Isto representa uma poupança de 35 400 contos/ano. FONTE New Zealand Dairy Group – Anchor Products (1993) Envirosense www.emcentre.com/unepweb/tec_case_food_15/house/h10.htm www.es.epa.gov/techinfo/facts/newz-cs5.htm Outubro 2001 62 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 2 RECUPERAÇÃO DA LAMA DO SEPARADOR DESCRIÇÃO DA MEDIDA Durante o processo de desnatação do leite, os sólidos suspensos resultantes da clarificação formam uma lama que tem de ser removida do equipamento. Esta lama pode ser usada para a alimentação animal. OPERAÇÃO A QUE SE APLICA Clarificação e separação. RESÍDUO QUE PREVINE Lama (sólidos suspensos do leite). BENEFÍCIOS AMBIENTAIS • Recuperação de material útil e redução de 99,5 Kg/dia da quantidade de resíduo a depositar em aterro. BENEFÍCIOS ECONÓMICOS A redução do resíduo no sistema de tratamento resulta numa poupança de 2 360 contos/ano. FONTE New Zealand Dairy Group – Anchor Products (1993) Envirosense www.emcentre.com/unepweb/tec_case_food_15/house/h10.htm www.es.epa.gov/techinfo/facts/newz-cs5.htm Outubro 2001 63 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 3 RECUPERAÇÃO E REUTILIZAÇÃO DE RESTOS DE QUEIJO DESCRIÇÃO DA MEDIDA Durante as operações normais de fabrico do queijo são perdidos pequenos bocados de queijo que são drenados juntamente com as águas de lavagem do pavimento ou dos sistemas CIP. Para prevenir a entrada destas pequenas partículas de queijo no sistema de drenagem dos efluentes líquidos forma instaladas redes nas saídas do sistema de drenagem nas salas de produção de queijo. Também foram instalados dois tanques de sedimentação na sala do soro com a intenção de remover os sólidos de queijo da água de lavagem do processo. OPERAÇÕES EM QUE SE APLICA Coagulação, Salga e Prensagem/Moldagem. RESÍDUO QUE PREVINE Restos de queijo no efluente líquido. BENEFÍCIOS AMBIENTAIS Os sólidos recolhidos podem ser novamente reprocessados, e o efluente líquido contém uma menor quantidade de sólidos suspensos e uma menor carga orgânica reduzindo a necessidade de tratamento na ETAR. CUSTOS ENVOLVIDOS • Tanque para reutilização dos finos normais e da salga: 2 596 contos. • Redes e tubagem: 1 062 contos. • Rearranjo da tubagem para tanques de sedimentação 3 540 contos. • Custo total: 7 198 contos. BENEFÍCIOS ECONÓMICOS • É estimado um aumento da produção de queijo de cerca de 17 700 Kg/ano, ou seja, aproximadamente 1% da produção. Isto equivale a 23 600 contos de produto. • O período de retorno do investimento é inferior a 4 meses. • Não são aqui contabilizados os ganhos na redução da necessidade de tratamento de efluentes. APLICABILIDADE E CONSTRANGIMENTOS Poderá haver alguma redução na eficiência dos tanques de sedimentação até se conseguirem as condições óptimas de operação. FONTE Cleaner Production Project at Bonlac Foods, Stanhope (1996). Outubro 2001 64 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 4 ALTERAÇÃO DA SOLUÇÃO DE LAVAGEM UTILIZADA 1 de 2 NO SISTEMA CIP DESCRIÇÃO DA MEDIDA A lavagem de tanques e tubagens é realizada por um sistema CIP que utiliza alternadamente soluções alcalinas e soluções ácidas, sendo estes químicos no final do ciclo drenados para a estação de tratamento de águas residuais. A medida consiste na substituição da solução ácida de lavagem (mistura de ácido nítrico e fosfórico) por um detergente (Stabilon) que é constituido por uma mistura de agentes de lavagem, agentes anti-espuma, activadores de lavagem e emulsionantes. O Stabilon é usado conjuntamente com a soda cáustica eliminando assim o passo de lavagem com a solução ácida. OPERAÇÃO A QUE SE APLICA Lavagem de tanques, linhas e equipamento com sistemas CIP. RESÍDUO QUE PREVINE Redução dos níveis de fosfatos e nitratos no efluente descarregado na ETAR. BENEFÍCIOS AMBIENTAIS • Redução do volume de efluente líquido uma vez que é eliminado um dos passos no ciclo de lavagem e diminuição da carga orgânica do efluente, diminuindo assim o risco de algas e eutrofização no meio receptor. Antes desta mudança era necessário 200 L/dia de ácido nítrico/fosfórico para o CIP, enquanto somente 150 L de Stabilon são necessários para atingir o mesmo nível de limpeza, reduzindo-se também a quantidade de água usada, efluente a tratar e electricidade usada nas bombas de limpeza. • Tornando o ciclo de lavagem mais curto, fica mais tempo para a produção. O uso deste detergente diminuiu o tempo de lavagem necessário de 6 horas para 4,6 horas/dia. Esta alteração aumentou assim o tempo disponível para a produção em 9 horas/semana ou 8%. CUSTOS ENVOLVIDOS Consumo Stabilon: 135,0 contos/dia. Outubro 2001 65 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 4 ALTERAÇÃO DA SOLUÇÃO DE LAVAGEM UTILIZADA 2 de 2 NO SISTEMA CIP BENEFÍCIOS ECONÓMICOS (POUPANÇAS) •Ácido nítrico/fosfórico : 51,9 contos/dia. •Extraprodução (queijo): 90,3 •Extraprodução (soro): 51,9 •Consumo electricidade: 9,4 •Redução de água: 4,8 •Total benefício: 73,3 APLICABILIDADE E CONSTRANGIMENTOS Simples substituição dos agentes de limpeza, havendo no entanto que ter cuidados por parte do operador quanto à quantidade de água usada uma vez o Stabilon possuí melhores propriedades de limpeza. FONTE Cleaner Production Demonstration Project at Bonlac Foods, Stanhope (1996) Outubro 2001 66 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 5 RECUPERAÇÃO E REUTILIZAÇÃO DE PRODUTO REJEITADO NO EFLUENTE LÍQUIDO DESCRIÇÃO DA MEDIDA Implementação de um sistema de recuperação da fracção sólida (produto) existente nos efluentes líquidos. Este sistema é alimentado por recolha dos efluentes do sistema de enchimento, do sistema HTST (pasteurização) e das lavagens iniciais dos sistema CIP da pasteurização e da recepção do leite. O sistema de recuperação tem uma capacidade de 7 997 litros/dia. OPERAÇÃO A QUE SE APLICA Sistema HTST, sistema de enchimento e lavagens. RESÍDUO QUE PREVINE Fracção sólida (produto) no efluente líquido. BENEFÍCIOS AMBIENTAIS Eliminação de 102 786 Kg/ano de CBO5 que não vai para o sistema de tratamento e podem ser aproveitados na produção de manteiga. CUSTOS ENVOLVIDOS A estimativa é de 39 412 contos em custos de instalação do sistema e 17 320 contos em custos operacionais e de manutenção (1985). BENEFÍCIOS ECONÓMICOS Este novo sistema estima-se que recupere 2 043 000 Kg de produto/ano. Assim a poupança é de 80 948 contos na recuperação de produto e 14 868 contos para o tratamento. FONTE Hunt, Gary, et al.. Reduction in Waste Load from a Fluid Milk PlantP2 Challenge Grant. Project Summaries. Pollution Prevention Pays Program, North Carolina, Department of Natural Resources and Community Development, January, 1988; pp 4-5. Hunter Jersey Farms. www.es.epa.gov/studies/hml10162.html www.es.epa.gov/studies/cs623.html Outubro 2001 67 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 6 REDUÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA NAS LAVAGENS DESCRIÇÃO DA MEDIDA: Os tanques dos camiões de transporte do leite e soro são lavados uma vez por dia com uma combinação alternada de água fria e água quente. Também assim acontece no final de cada ciclo para o equipamento de processo, tanques de armazenamento e áreas de recepção do leite. Todas estas lavagens eram realizadas anteriormemente utilizando mangueiras. Foram instalados sistemas de lavagem por alta pressão ligados directamente às linhas de fornecimento de água, para lavagem dos camiões, tanques e equipamento. As mangueiras também foram equipadas com bocais de fecho automático (shut-off spray nozzles). OPERAÇÃO A QUE SE APLICA Lavagem de camiões, tanques e equipamento de processo. RESÍDUO/EFLUENTE QUE PREVINE Águas de lavagem. BENEFÍCIOS AMBIENTAIS A unidade fabril em questão produz leite, queijo, manteiga e gelados, procesando aproximadamente 130 000 litros de leite/dia. Estas medidas implementadas permitiram uma redução de 30 000 m3/ano no consumo de água com uma redução no volume de efluentes na mesma proporção. BENEFÍCIOS ECONÓMICOS O custo do equipamento foi de 15 222 contos. A poupança anual com a introdução das medidas foi de 24 544 contos e o período de retorno do investimento é inferior a oito meses. FONTE “Economic and Environmental Beneficts of Industrial Waste Minimization in Estonia, Latvia and Lithuania”, 1995 www.emcentre.com/unepweb/tec_case/food_15/process/p11.htm Outubro 2001 68 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 7 RECUPERAÇÃO DO SORO SALGADO NO FABRICO DE QUEIJO DESCRIÇÃO DA MEDIDA: Recuperação do soro salgado através da modificação de um evaporador previamente utilizado para recuperação de soro não salgado. Foram instaladas tubagens de aço inox fazendo a ligação dos tanques de salga ao evaporador. O evaporador separa a água do soro salgado, sendo este último utilizado no processo de salga, enquanto a água é reusada em lavagens que não requerem água potável. OPERAÇÃO A QUE SE APLICA O soro salgado resulta do processo de dessoração da coalhada no fabrico de queijo. Devido ao facto de ser salgado não pode ser usado como aditivo alimentar sendo tratado como um resíduo. RESÍDUO QUE PREVINE Soro salgado. BENEFÍCIOS AMBIENTAIS Durante algum tempo a empresa utilizou este soro em terrenos agrícolas. No entanto, isto elevava demasiadamente o nível de cloretos no solo. A reutilização do contrariamente soro ao no processo inicialmente melhorou previsto, não o sabor afectando do queijo, também a composição deste nem o seu tempo de preservação. Houve também uma redução de 75% relativa aos 1 895 litros/dia de soro que eram gerados. O sal usado na salga também foi reduzido para metade, passando de 454 Kg para 227 Kg/dia. Também houve uma redução no consumo de água. CUSTOS ENVOLVIDOS • Custo de capital para compra e instalação das tubagens de aço foi de aproximadamente 427 contos. • Os custos operativos e de manutenção para o processo de recuperação foi de 16 contos por Kg de sal recuperado. BENEFÍCIOS ECONÓMICOS • Período de retorno do investimento: 2 meses. • Poupança em sal: 2 950 contos/ano. FONTE Pollution Prevention Case Study: Frigo Cheese, Wiscosin DNR Outubro 2001 69 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL ESTUDO DE CASO 8 MUDANÇA DE SISTEMA CIP (CLEAN IN PLACE) DESCRIÇÃO DA MEDIDA: Foi instalado um sistema de lavagem multi-uso totalmente automatizado para lavagm dos pasteurizadores e linhas associadas. Este sistema veio substituir o CIP de uso simples usado anteriormente. O CIP multi-uso permite uma maior eficiência de limpeza além de permitir que os químicos utilizados na limpeza sejam reciclados em vez de serem usados só uma vez. São automaticamente monitorizados os parâmetros relativos às soluções de limpeza como a condutividade, temperatura e concentração, o que permite ao sistema compensar automaticamente os parâmetros fora das especificações e atrasando o tempo do ciclo de lavagem. OPERAÇÃO A QUE SE APLICA Lavagens do equipamento. RESÍDUO/EFLUENTE QUE PREVINE Águas de lavagem. CUSTOS ENVOLVIDOS Custo da instalação do sistema CIP multi-uso: 9 440 contos. BENEFÍCIOS AMBIENTAIS • Menor quantidade de químicos usados e efluente líquido. Os químicos são reutilizados o maior número de vezes possível pelo sistema CIP. • Redução da quantidade de água potável utilizada na limpeza. BENEFÍCIOS ECONÓMICOS Poupança anual usando o novo sistema: 127 440 contos. Período de retorno do investimento: 1 ano. FONTE Northern Territory Chamber of Commerce and Industry (Australia) Pauls Limited www.environment.gov.au/epg/environet/eecp/case_studies/pauls.html Outubro 2001 70 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL BIBLIOGRAFIA 1. Tetra Pak Processing Systems AB – Dairy Processing Handbook – Sweden 2. Roy E. Carawan, James V. Chambers, Robert R. Zall, Roger H. Wilkowske– Department of Natural Resources and Community Development, USA – Water and Waste Management in Food Processing – January 1979. 3. Tecnivest – Contrato de Adaptação Ambiental pelos Sector do Leite e Lacticínios – Relatório Final – Estado de Adequação à Legislação Ambiental – Março 2000. 4. North Carolina Department of Natural Resources and Community Development – Pollution Prevention Pays Program - Reduction in Waste Load from a Fluid Milk Plant – Janeiro 1986. 5. Revista Ambiente – Adaptação Ambiental no Sector dos Lacticínios – Ana Ferraz, 1999. 6. Contratos de Adaptação Ambiental. Outubro 2001 71 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL LISTA GERAL DE ENTIDADES, INSTITUIÇÕES E ASSOCIAÇÕES NACIONAIS E SECTORIAIS Ministério do Ambiente e do Ordenamento do Território http://ambiente.gov.pt Direcção Geral do Ambiente http://www.dga.min-amb.pt Instituto dos Resíduos http://www.inresiduos.pt Direcção Geral da Indústria http://www.dgi.min-economia.pt POE – Programa Operacional da Economia http://www.poe.min-economia.pt INETI – Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial http://www.ineti.pt Associação Industrial Portuguesa http://www.aip.pt Associação de Empresários de Portugal http://www.aeportugal.pt Confederação da Indústria Portuguesa Avenida 5 de Outubro 35, 1º 1 069 – 193 LISBOA Tel. 21 316 47 00 Outubro 2001 72 PNAPRI Guia Técnico Sectorial – Indústria de Lacticínios INSTITUTO NACIONAL DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA INDUSTRIAL Associação Nacional dos Industriais de Lacticínios (ANIL) Rua de Stª Teresa 2 C, 2º. 4 050 PORTO Associação Nacional de Gelados Alimentares (ANIGA) Av. José de Almeida, 7-2º Dtº. 1 000 – 042 LISBOA Tel. 21 799 15 50 Fax: 21 799 15 50 Federação Nacional das Uniões Coperativas de Leite e Lacticínios (FENELAC) Rua da Restauração, 312 – 1º 4 050 PORTO Associação Portuguesa de Gelateiros Artesanais (ARTOGEL) Rua da Cruz Vermelha, 7A 1 600 LISBOA Tel.: 21 796 58 87 Fax: 21 793 75 11 Outubro 2001 73 PNAPRI