Otimização da etapa de enxágue de sistema CIP para redução de efluentes
DOI:
https://doi.org/10.5902/2236117034708Palavras-chave:
CIP, Enxágue, Vazão pulsada, Efluentes, Superfície de resposta, OtimizaçãoResumo
O leite é um dos principais alimentos e possui considerável riqueza nutritiva. Nesse sentido, o consumo de produtos alimentícios industrializados tem aumentado significativamente e com isso é importante conhecer e melhorar os processos de higienização da indústria. A limpeza no local, clean in place (CIP), é uma tecnologia útil para limpeza de equipamentos e tubulações, pois evita tanto a parada da produção por longo período quanto a desmontagem dos mesmos e é composta de diversas etapas, como limpeza com detergente alcalino, enxágue, aplicação de ácido, enxágue, sanitização e enxágue. Neste trabalho foi avaliado comparativamente o consumo de água e a consequente geração de efluente na etapa de enxágue do detergente alcalino utilizando vazão constante e vazões pulsadas e ainda proposto um ajuste ótimo do valor da vazão pulsada para minimização do consumo de água e do efluente gerado. Os ensaios foram conduzidos em um protótipo de sistema CIP e executados com base em um planejamento composto central (PCC) alterando as variáveis: amplitude, período e duração da etapa de maior valor de vazão. Utilizou-se a técnica de superfície de resposta para avaliar os efeitos de cada variável sobre o consumo de água. Os resultados experimentais obtidos mostraram que existe uma condição ótima para operação do enxágue de forma pulsada com amplitude 1,5 L/min, período 138 segundos e duração da etapa de maior valor de vazão de 53 segundos. Além disso, verificou-se que o enxágue com vazão pulsada produz uma economia de aproximadamente 14,52% em relação a operação a vazão constante.Downloads
Referências
ANDRADE, N. J. D. Higiene na indústria de alimentos: avaliação e controle da adesão e formação de biofilmes bacterianos. São Paulo: Livraria Varela, 2008. 412 p.
ANDRADE, N. J. D.; MACÊDO, J. A. B. Higienização na indústria de alimentos. São Paulo: Livraria Varela, 1996. 182 p.
AUGUSTIN, W.; BOHNET, M. Influence of pulsating flow on fouling behaviour. Proceedings of an International Conference on Mitigation of heat exchanger fouling and its economic and environmental implications. 2001:161-168.
BANSAL, B.; CHEN, X. D. A critical review of milk fouling in heat exchangers. Comprehensive reviews in food science and food safety. 2006; (5): 27-33.
BYLUND, G. Dairy processing handbook. Cornell University. Tetra Pak Processing Systems AB, 2003. 452 p.
CARRERA, S. C. Validação do Processo CIP como Ferramenta para Melhorar a Qualidade e a Produtividade: Estudo de Caso em Microcervejaria [dissertation]. Florianópolis: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos/ UFSC;2015. 112 p.
FIESP/CIESP. Manual de Conservação e Reuso de água para a Indústria [Internet]. São Paulo: FIESP/CIESP; 2004 [cited 2018 Jul 07] Available from: http:// www.ciespoeste.org.br/arquivo-download
FRYER, P.J., ROBBINS, P.T.Heat transfer in food processing: ensuring product quality and safety. Appl. Therm. Eng. 2005; 25 (16):2499 - 2510.
FRYER, P. J.; CHRISTIAN, G. K.; LIU, W. How hygiene happens: physics and chemistry of cleaning. International Journal of Dairy Technology.2006; (59): 76 - 84.
GEORGIADIS, M. C., ROTSTEIN, G. E. & MACCHIETTO, S. Modeling and Simulation of Shell and Tube Heat Exhangers under Milk Fouling. AIChe Journal.1998; (44): 959 – 971.
GILLHAM, C.R.; FRYER, P.J.; HASTING, A.P.M; WILSON, D.I. Enhanced cleaning of whey protein fouling deposits using pulsed flows. J. Food Eng. 2000; (46): 199-209.
IBGE. Banco de dados [Internet]. Rio de Janeiro: IBGE; 2018.[cited 2018 Jul 07] Available from: https://sidra.ibge.gov.br/home/leite/brasil.
LI, H., LI, Y., XIANG, L., HUANG, Q., QIU, J., ZHANG, H.,
SIVAIAH, M.V., BARON, F., BARRAULT, J., PETIT, S., VALANGE, S. Heterogeneous photo-Fenton decolorization of Orange II over Al-pillared Fe-smectite: response surface approach, degradation pathway, and toxicity evaluation. J. Hazard. Mater. 2015; (287): 32-41.
LYNDGAARD, C.B., RASMUSSEN, M.A., ENGELSEN, S.B., THAYSEN, D., VAN DEN BERG, F. Moving from recipe-driven to measurement-based cleaning procedures: monitoring the Cleaning-In-Place process of whey filtration units by ultravioleta spectroscopy and chemometrics. J. Food Eng. 2014; (126): 82-88. 2014.
MONTGOMERY, D.C. Design and Analysis of Experiments. John Wiley & Sons, Inc., New York, 2009.
NAVES, F. L., De Paula, T. I., BALESTRASSI, P. P., BRAGA, W. L. M., SAWHNEY, R. S. DE PAIVA, A. P., Multivariate Normal Boundary Intersection based on rotated factor scores: A multiobjective optimization method for methyl orange treatment. Journal of Cleaner Production. 2017; (143): 413-439.
PI, K., XIA, M., YANG, X., WU, P., CHEN, S., YANG, M., GERSON, A.R. Optimization of COD decrease from tobacco wastewater by Ca/Mg/Al coagulant using RSM. J. Water Proc. 2015; (5): 166-171.
SOUZA, E. G. ; GOMES, F. S. L. ;SILVA, G. F. ; BARREIRO JR, I. S. ; NEVES, P. V. S. ; AZEVEDO, R. D. A importância do agronegócio do leite no segmento de agricultura familiar: um estudo de caso em municípios da região semiárida paraibana. Fortaleza: Banco do Nordeste do Brasil, Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas, Cooperativa Agropecuária do Cariri, 2015. 165 p.
THIRUGNANASAMBANDHAM, K., SIVAKUMAR, V., MARAN, J.P. Response surface modelling and optimization of treatment of meat industry wastewater using electrochemical treatment method. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2015; (46): 160-167.
TAK, B.Y., TAK, B.S., KIM, Y.J., PARK, Y.J., YOON, Y.H., MIN, G.H. Optimization of color and COD removal from livestock wastewater by electrocoagulation process: application of BoxeBehnken design (BBD). J. Ind. Eng. Chem. 2015; (28): 307-315.
SOUZA, E. G. ; GOMES, F. S. L. ;SILVA, G. F. ; BARREIRO JR, I. S. ; NEVES, P. V. S. ; AZEVEDO, R. D. A importância do agronegócio do leite no segmento de agricultura familiar: um estudo de caso em municípios da região semiárida paraibana. Fortaleza: Banco do Nordeste do Brasil, Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas, Cooperativa Agropecuária do Cariri, 2015. 165 p.
WILSON, D.I. Challenges in cleaning: recent developments and future prospects. Heat. Transf. Eng. 2005; (26): 51-59.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2018 Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
