Água: Ultrafiltração recicla efluentes de uvas passas

Quando a National Raisin Company (Companhia Nacional de Uvas Passas), da Califórnia, EUA, buscava um meio de minimizar seus gastos com tratamento de água, um sistema de membranas por ultrafiltração da PCI Membrane Systems proporcionou a solução que a companhia procurava.

A Companhia tinha boas e más novidades. As boas davam conta do rápido crescimento das vendas e da produção das passas Champion. As más anotavam que os gastos com tratamento de efluentes cresciam na mesma velocidade. Porém, graças ao novo sistema de filtração da PCI, a companhia não apenas logrou reduzir seus gastos, como descobriu uma potencialmente lucrativa fonte de renda. Embora essa solução seja atualmente usada apenas no processamento de passas, produtores de qualquer fruto desidratado – ameixas, damascos e outros – usufruiriam dos mesmos benefícios.

Produzindo cerca de 50 mil toneladas anuais de passas (200 toneladas ao dia), a National Raisin é o segundo maior processador e distribuidor do produto nos Estados Unidos. A companhia gera entre 60 mil galões a 80 mil galões diários de efluentes aquosos, basicamente no processo de lavagem das passas. Impregnadas com uma fina camada de poeira do terreno arenoso do Vale Central da Califórnia, as passas precisam ser lavadas antes do empacotamento. Caso a poeira fosse o único problema, simples tanques de sedimentação ou filtros poderiam eliminá-la, e a água de lavagem poderia ser reutilizada para irrigação, ou processada na estação local de tratamento de efluentes a baixos custos. Entretanto, o verdadeiro imbróglio com a água de lavagem é que o processo não remove apenas a poeira das passas, mas parte do açúcar das cascas também se dissolve, e a água açucarada tem alta demanda bioquímica de oxigênio (DBO).

A irrigação com água de alta DBO requer permissão especial, processo que pode se tornar lento e caro. Ademais, a regulamentação de atividades de irrigação na Califórnia se torna mais severa continuamente, e odores desagradáveis também podem ser produzidos quando a água contaminada com açúcar chega ao solo.

Tratar o efluente na planta municipal local também não chegava a ser uma alternativa economicamente entusiasmante. É mais caro processar água com alta DBO, então a planta municipal cobra mais de seus clientes – cerca de US$ 50 mil por mês a mais, no caso da National Raisin. Coerentemente, a empresa decidiu ser mais viável remover o açúcar da água a ter de tratá-la, o que também eliminaria as questões ambientais relacionadas à irrigação.

Pesava a favor da escolha também o fato de que concentrações altas de açúcar possibilitariam a venda do efluente a destilarias locais para a produção de álcool, usado na produção de vinhos, como o do tipo sherry ou o do Porto, além de conhaque. Uma destilaria local manifestou interesse em comprar a água desde que a concentração mínima de açúcar fosse de 8%. Ou seja, o conteúdo de açúcar usual do efluente, entre 2% e 4%, deveria ser duplicado ou quadruplicado.

As opções mais lógicas para a concentração da água eram a evaporação e a osmose reversa. Mesmo evaporadores de alta eficiência, operando sob vácuo, requerem muita energia para vaporizar a quantidade necessária de água. A osmose reversa, diferentemente, apenas demanda energia para gerar pressão tal que force o fluxo da água por membranas que retêm e concentram o açúcar. Foram consideradas membranas em espiral, relativamente baratas e que não ocupam muito espaço. Mas a poeira e outros sólidos derivados das frutas (bocados de hastes e cascas) bloqueavam os pequenos canais dessas membranas. Pré-filtros convencionais também eram bloqueados.

Diante da encruzilhada, foi solicitada a ajuda do Dr. Jatal Mannapperuma, do Instituto de Alimentos e Pesquisa Agrícola da Califórnia (Cifar, em inglês), especializada em dar consultoria a agricultores de todo o Estado em uma unidade móvel que abriga diversas opções de membranas para testes. Foi testada a ultrafiltração por membrana cerâmica tubular como método de pré-filtragem, cujo filtrado possuía características aceitáveis, mas a poeira corroía a superfície da membrana e reduzia sua vida útil. O doutor decidiu então avaliar membranas poliméricas tubulares, e a PCI Membrane Systems foi contactada. Os canais tubulares desse tipo de elemento filtrante não requerem pré-filtragem, e a superfície da membrana polimérica é mais resistente à abrasão do que os materiais inertes como a cerâmica. A escolha permitiria à National Raisin atingir seus objetivos em uma única etapa, ao invés de duas, como nas alternativas anteriores.

A tentativa inicial, no trailer da Cifar, provou que a tecnologia escolhida possibilitava atingir as concentrações entre 8% e 10% requeridas pela destilaria local, e novos testes visando a mudança de escala foram agendados para a determinação do sistema definitivo. Essas tentativas também obtiveram sucesso, e um sistema em escala industrial foi instalado.

Processado o efluente, o filtrado possui concentração de sólidos dissolvidos menor que a água usada na lavagem das passas, e, conseqüentemente pode ser reusado no processo, ou na irrigação de vinhedos próximos sem problemas de contaminação do solo ou odores desagradáveis.