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Monitoramento de efluentes de destilaria com análise de carbono orgânico total (COT) – Como reduzir os custos e o tempo de inatividade com dados em tempo real

 

Efluentes da destilaria e carbono orgânico total (COT)

 

Na indústria de bebidas, a água é a base do produto e o meio para o processo de sanitização. A água exerce um papel ativo em quase todas as etapas do processo de produção de alimentos e bebidas (F&B), incluindo ser o principal agente de limpeza para o chão de fábrica, o agente de limpeza intermediário entre os lotes, a força motriz para o transporte de material e um ingrediente no próprio produto. A água afluente e efluente na indústria de alimentos e bebidas deve ser monitorada para assegurar a conformidade com as regulamentações locais e federais. Uma vez que a indústria de alimentos e bebidas usa uma quantidade significativa de água em todo o processo de produção, criar melhores maneiras de tratar e monitorar efluentes está em primeiro plano das metas operacionais e de sustentabilidade para, em última análise, reduzir o custo e o tempo de inatividade, ao mesmo tempo que mantém a conformidade com o meio ambiente.

Desafios com efluentes de destilaria

Os efluentes das destilarias costumam ser as águas mais poluídas a tratar e descartar na indústria de alimentos e bebidas. Cerca de 88% das matérias-primas de uma destilaria são convertidos somente em resíduos*. É difícil tratar e descartar esse tipo de efluentes devido à cor escura, à alta temperatura, ao alto conteúdo de cinzas, ao baixo pH e aos altos valores de material orgânico e inorgânico dissolvido.

Embora as características desses efluentes industriais dependam do processo de etanol e da matéria-prima de uma instalação, os efluentes da destilaria geralmente têm altos níveis de demanda biológica de oxigênio (BOD) e concentrações de demanda química de oxigênio (COD) que, se não tratadas, representam uma grande ameaça à vida aquática circundante que vive nos corpos de água para os quais são descarregados. O tratamento de efluentes de destilarias varia de uma instalação para outra, mas as principais práticas de tratamento incluem físicas, biológicas e químicas.

Monitoramento de COT. vs COD/BOD

O monitoramento do carbono orgânico total (COT) em efluentes de destilarias é importante para a conformidade regulatória, pois os compostos orgânicos que deixam uma instalação sem tratamento serão decompostos por microrganismos que vivem na água em que o efluente é liberado. Embora isso possa não parecer catastrófico, os microrganismos que decompõem compostos orgânicos esgotam o conteúdo de oxigênio dissolvido na água enquanto estão ocupados digerindo os compostos orgânicos. Compreensivelmente, o monitoramento de orgânicos em efluentes é crucial para assegurar que seja seguro para o ambiente aquático circundante.

Embora os testes de BOD e COD sejam métodos confiáveis para determinar a quantidade de resíduos em efluentes, há limitações em ambos os testes que os impedem de fornecer dados úteis sobre a qualidade dos efluentes em tempo real. A BOD leva dias para fornecer resultados, tem baixa reprodutibilidade e é suscetível a inferências com produtos químicos tóxicos comumente encontrados em efluentes de destilarias. A COD produz resultados mais rápidos que a BOD, mas seus dados geralmente são maiores que a BOD, nem sempre são adequados para determinadas aplicações e geram resíduos ao usar produtos químicos tóxicos durante a análise que devem ser descartados corretamente.

O uso de COT para monitorar orgânicos em efluentes é mais eficiente que o BOD/COD e fornece informações úteis para redução de custos e conformidade. Em poucos minutos, a análise de COT pode quantificar o carbono total em uma amostra ao gerar CO2 por meio de uma reação oxidativa que tem menos interferência e não usa produtos químicos tóxicos para análise. A BOD e a COD medem indiretamente o conteúdo orgânico ao mensurar a demanda de oxigênio enquanto o COT monitora diretamente o carregamento e a remoção de carbono, que é a carga primária dos efluentes da destilaria e a meta a ser removida durante o tratamento de efluentes. Em comparação com BOD e COD, a análise de COT fornece tempo de atividade ideal com resultados mais precisos e rápidos para que os operadores possam tomar decisões com base em dados sem demora ou sem o uso de produtos químicos tóxicos.

Análise on-line para tomada de decisão rápida

Outro benefício da medição de COT são as diferentes opções para os usuários que desejam coletar amostras periodicamente (que podem ser analisadas por meio de unidades de COT de laboratório) ou que desejam monitoramento contínuo (por meio de unidades de COT on-line). Os analisadores on-line permitem que as instalações gerem dados em tempo real sobre seu fluxo de efluentes e decidam rapidamente se precisam ou não reintroduzir os efluentes de volta ao processo de tratamento por estarem fora de conformidade. Para esta aplicação, as destilarias devem escolher analisadores on-line que sejam confiáveis na qualidade dos dados, robustos o suficiente para lidar com matrizes de amostras complexas e que respondam a mudanças no sistema.

O analisador Sievers* COT-R3 on-line usa um método de combustão não catalítico de alta temperatura que oferece manutenção simples e baixo custo de propriedade, resultando em alto tempo de atividade do instrumento. Seus recursos automatizados de diluição, enxágue e verificação padrão permitem alto tempo de atividade mesmo em matrizes de amostra desafiadoras. O Sievers COT-R3 é construído com um design robusto e modular que fornece rápida capacidade de resposta a mudanças na matriz da amostra e confiabilidade por meio de diagnósticos preditivos.

Cumprimento das metas de conformidade e sustentabilidade

As indústrias de alimentos e bebidas precisam monitorar os efluentes de maneira econômica e manter a conformidade com os requisitos regulamentares. O monitoramento de efluentes usando a análise de COT on-line fornece às instalações da destilaria análises confiáveis em tempo real para tomar decisões responsivas com base em dados sobre os processos de efluentes. O analisador on-line Sievers COT-R3 atende a esses requisitos ao mesmo tempo que oferece alto tempo de atividade do instrumento e manutenção simples. Isso permite a otimização do consumo, dos recursos e do tratamento da água. Com a quantidade significativa de água usada na produção de alimentos e bebidas e os desafios associados ao tratamento e descarte de efluentes da destilaria, é evidente a necessidade de melhores ferramentas de monitoramento para reduzir o custo e o tempo de inatividade enquanto os regulamentos de descarga são cumpridos.

 

Autor: Sara Speak

Sara Speak é especialista em aplicação de produtos na Veolia Water Technologies & Solutions, fornecendo suporte e experiência em aplicações para clientes de instrumentos analíticos Sievers em setores como químico, petroquímico, alimentos e bebidas e efluentes municipais.

Sara trabalha com os clientes para fornecer treinamento, auxiliar as instalações do produto, otimizar o uso do equipamento e demonstrar a viabilidade em diferentes aplicações de teste. Antes da função atual, ela era técnica de serviços de fábrica, responsável por reparar e solucionar problemas de instrumentos Sievers. Sara trabalhou anteriormente na indústria de alimentos e bebidas como técnica de laboratório de QA na MillerCoors e Leprino Foods. Ela é bacharel em Química e, ainda, bacharel em Música (B.M.) em Performance de Violino pela Metropolitan State University of Denver.

Referências:

 

Indústria de centros de recursos Sievers
Indústria e meio ambiente
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