As fábricas de cerveja não produzem apenas cerveja, mas também quantidades consideráveis de águas residuais. Estas águas residuais têm uma composição complexa, que vai desde substâncias orgânicas, como o açúcar e o amido, a agentes de limpeza e sólidos. Um tratamento eficiente destas águas residuais é essencial para cumprir os regulamentos ambientais, reduzir os custos de funcionamento e utilizar os recursos hídricos de forma sustentável. As centrais de biogás, a biofiltração e a osmose inversa desempenham aqui um papel fundamental, nomeadamente na produção de energia e na reciclagem de água.

Origem das águas residuais no processo de fabrico da cerveja

O processo de fabrico de cerveja é complexo e compreende várias fases, cada uma das quais gera fluxos de águas residuais específicos. Estas águas residuais variam em quantidade, composição e poluição e requerem abordagens de tratamento diferenciadas.

1. transformação do malte

• Embeber e germinar:
  • Durante a produção de malte, o grão é demolhado e germinado, resultando em águas residuais com resíduos orgânicos, tais como amido, açúcar e gérmenes.
  • Carga: CQO e CBO elevadas devido a substâncias orgânicas.
• Darren:
  • Os condensados da secagem do malte contêm compostos orgânicos voláteis e requerem um pré-tratamento antes de poderem ser descarregados ou reciclados.

2. trituração

• Resíduos do mosto:
  • Quando o malte e a água são misturados para libertar açúcares e enzimas, são produzidas águas residuais que contêm compostos orgânicos dissolvidos, tais como amido, proteínas e polifenóis.
  • Carga: CQO e sólidos finos elevados.

3. ebulição do mosto

• Condensados da caldeira de mosto:
  • O processo de evaporação para concentrar o mosto produz condensados de vapor que contêm substâncias orgânicas e compostos voláteis, como os álcoois.
  • Carga: CQO e CBO moderadas; frequentemente reutilizável após tratamento.

4. fermentação e armazenamento

• Resíduos de fermentação e leveduras:
  • Durante a fermentação, o açúcar é convertido em álcool e CO₂. O excesso de levedura e as células mortas acabam nas águas residuais.
  • Poluição: Elevado teor de biomassa e de compostos orgânicos dissolvidos.

5. filtração e engarrafamento

• Resíduos de filtração:
  • A filtração da cerveja produz águas residuais com partículas finas, tais como terra de diatomáceas, celulose ou outros auxiliares de filtração.
  • Poluição: Elevada concentração de matérias em suspensão e poluição orgânica moderada.
• Recheio:
  • Durante o processo de enchimento, as águas residuais são produzidas pela limpeza de garrafas, latas e bidões. Estas contêm agentes de limpeza, tensioactivos e resíduos de substâncias orgânicas.
  • Poluição: Elevada proporção de produtos químicos e substâncias orgânicas.

6. processos de limpeza (sistemas CIP)

• Limpeza no local (CIP):
  • A água de limpeza de tanques, tubagens e máquinas contém resíduos de agentes de limpeza, tensioactivos, ácidos e álcalis.
  • Carga: Valores de pH e concentrações químicas variáveis.

7. processos auxiliares

• Circuitos de arrefecimento e de aquecimento:
  • As águas residuais dos circuitos de arrefecimento contêm frequentemente resíduos minerais ou bioincrustações.
  • Os circuitos de aquecimento podem apresentar depósitos ou resíduos químicos de agentes anti-corrosão.

Composição das águas residuais

As águas residuais da indústria cervejeira provêm de várias fases do processo, como a produção de mosto, a fermentação, o engarrafamento e os processos de limpeza. As suas propriedades típicas são

• CQO (carência química de oxigénio) elevada: 2.000-5.000 mg/L, principalmente devido a substâncias orgânicas como o açúcar, o amido e o álcool.
• Volumes e composições flutuantes de águas residuais: Variável devido aos intervalos de limpeza e à produção por lotes.
• Elevada proporção de sólidos: Grãos gastos, leveduras e resíduos de filtração.
• Agentes de limpeza: Surfactantes, álcalis e ácidos de sistemas CIP (clean-in-place).

Tratamento de águas residuais com centrais de biogás

As unidades de biogás são uma solução eficaz para o tratamento de águas residuais de cervejarias altamente contaminadas por substâncias orgânicas. Oferecem não só uma redução das substâncias orgânicas, mas também uma forma sustentável de gerar energia.

Como funcionam as unidades de biogás

• Processos anaeróbios:
  • Os microrganismos decompõem as substâncias orgânicas na ausência de oxigénio.
  • Produtos finais: Biogás (metano e CO₂) e lamas estabilizadas.
• Procedimento:
  • Reactores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket):
    • Adequado para fluxos contínuos com elevada CQO.
    • Acumulação de grânulos que asseguram uma atividade biológica elevada.

Vantagens das unidades de biogás

• Produção de energia:
  • O metano do biogás pode ser utilizado em centrais de produção combinada de calor e eletricidade (PCCE) para gerar eletricidade e calor.
  • Fornecimento descentralizado de energia para a fábrica de cerveja.
• Redução da CQO: > 90 %.
• Poupança de custos: Redução dos custos de eliminação de resíduos e redução dos custos de energia.

Os desafios

• Pré-tratamento: Remoção de sólidos, tais como grãos gastos e levedura, para evitar a sobrecarga do sistema.
• Estabilidade operacional: Necessidade de alimentação uniforme para evitar cargas de choque.

Foto: O nosso sistema de neutralização ALMA Neutra com tanque de mistura e equalização e controlo automático do valor do pH