Na indústria alimentar e das bebidas, a água apresenta-se como um recurso de extrema importância. No fabrico de bebidas tão diversas como a cerveja e os refrigerantes, a água apresenta-se como componente maioritário no produto final. É também utilizada como solvente de agentes de limpeza e desinfeção de embalagens e de equipamentos e atua como meio de transferência de calor nas operações de tratamento térmico (e.g. pasteurizações).
O Decreto-Lei n.º306/2007 estabelece o regime de qualidade da água destinada ao consumo humano, no qual se inclui toda a água que é utilizada numa indústria alimentar para o fabrico, transformação, conservação ou comercialização de produtos ou substâncias destinadas ao consumo humano, assim como a água que é utilizada na limpeza de superfícies, objetos e materiais que podem estar em contacto com alimentos. Segundo este diploma, a água utilizada na indústria, desde que não classificadas como água de nascente ou mineral natural (regulada por legislação própria), deverá cumprir os valores paramétricos relativos a parâmetros microbiológicos, químicos e indicadores.
De acordo com o Decreto-Lei n.º236/98 podem ser utilizadas na produção de águas de abastecimento para consumo humano águas de origem superficial e subterrânea (no seu estado original ou após tratamento), desde que cumpram determinadas normas de qualidade. Estas normas de qualidade, que incluem parâmetros mensuráveis por métodos analíticos, permitem a classificação das águas de origem em três categorias A1, A2 e A3 a que correspondem esquemas de tratamento distintos. Assim sendo, “A1 – tratamento físico e desinfeção; A2 – tratamento físico, químico e desinfeção, e A3 – tratamento físico, químico de afinação e desinfeção”. Conforme estabelecido neste diploma, na produção da «água para consumo humano» (também destinada às indústrias alimentares) podem ser empregues águas doces superficiais classificadas nas três categorias, e águas subterrâneas classificadas apenas na categoria A1.
Na indústria das bebidas são também utilizadas (e.g. no fabrico de refrigerantes) águas minerais naturais e águas de nascente, abrangidas pelo Decreto-lei n.º156/1998 que estabelece as definições e as regras aplicáveis à exploração, acondicionamento e comercialização destas águas naturais, de circulação subterrânea, para poderem ser comercializadas e utilizadas com as denominações de “Água Mineral Natural” e “Água de Nascente”. Segundo o diploma, estas águas naturais “não podem apresentar qualquer defeito do ponto de vista organolético”, e deverão revelar-se “bacteriologicamente próprias”, i.e. isentas de parasitas, microrganismos patogénicos, coliformes (e.g. E.coli) e estreptococos fecais, de anaeróbios esporulados sulfito-redutores e de Pseudomonas aeruginosa. As águas minerais naturais deverão ainda apresentar ”características físico-químicas estáveis na origem, dentro da gama de flutuações naturais, de que podem eventualmente resultar efeitos favoráveis à saúde”. Estas águas distinguem-se da água potável comum pela sua pureza original e natureza, caracterizada pela composição mineral, oligoelementos ou outros constituintes. Nas águas de nascente, as características físico-químicas tornam-na adequada para consumo humano no seu estado natural. Geralmente as águas minerais apresentam uma composição mineral estável ao longo do tempo. As águas de nascente, geralmente menos mineralizadas e de aquíferos superficiais, são mais suscetíveis de sofrer variações sazonais na sua composição (APIAM, 2016a). Ainda segundo este diploma, não são permitidos quaisquer tratamentos suscetíveis de provocar alterações nos constituintes que conferem a estas águas propriedades naturais na origem. Excetuam-se os tratamentos de remoção por separação física de elementos instáveis (e.g. compostos de ferro e de enxofre), de componentes indesejáveis (incluindo arsénio e de compostos de ferro, manganês e enxofre) e de gás carbónico (total ou parcial). Adicionalmente, excetuando-se o caso de utilização destas águas para o fabrico de refrigerantes, não são permitidas adições de outras substâncias além do gás carbónico.
Ainda que a água que chega a uma instalação fabril reúna todas as características de potabilidade legalmente exigidas, é imprescindível a realização de controlos periódicos aos valores de alguns dos parâmetros de qualidade. Esta necessidade prende-se com o fato de a qualidade da água utilizada poder condicionar, caso não seja corrigida, o desenrolar de algumas etapas do processo de fabrico, desencadear a degradação de outros componentes do produto alimentar e no limite, impedir a obtenção do produto final com as características esperadas.
O Decreto-Lei n.º306/2007 estabelece o regime de qualidade da água destinada ao consumo humano, no qual se inclui toda a água que é utilizada numa indústria alimentar para o fabrico, transformação, conservação ou comercialização de produtos ou substâncias destinadas ao consumo humano, assim como a água que é utilizada na limpeza de superfícies, objetos e materiais que podem estar em contacto com alimentos. Segundo este diploma, a água utilizada na indústria, desde que não classificadas como água de nascente ou mineral natural (regulada por legislação própria), deverá cumprir os valores paramétricos relativos a parâmetros microbiológicos, químicos e indicadores.
De acordo com o Decreto-Lei n.º236/98 podem ser utilizadas na produção de águas de abastecimento para consumo humano águas de origem superficial e subterrânea (no seu estado original ou após tratamento), desde que cumpram determinadas normas de qualidade. Estas normas de qualidade, que incluem parâmetros mensuráveis por métodos analíticos, permitem a classificação das águas de origem em três categorias A1, A2 e A3 a que correspondem esquemas de tratamento distintos. Assim sendo, “A1 – tratamento físico e desinfeção; A2 – tratamento físico, químico e desinfeção, e A3 – tratamento físico, químico de afinação e desinfeção”. Conforme estabelecido neste diploma, na produção da «água para consumo humano» (também destinada às indústrias alimentares) podem ser empregues águas doces superficiais classificadas nas três categorias, e águas subterrâneas classificadas apenas na categoria A1.
Na indústria das bebidas são também utilizadas (e.g. no fabrico de refrigerantes) águas minerais naturais e águas de nascente, abrangidas pelo Decreto-lei n.º156/1998 que estabelece as definições e as regras aplicáveis à exploração, acondicionamento e comercialização destas águas naturais, de circulação subterrânea, para poderem ser comercializadas e utilizadas com as denominações de “Água Mineral Natural” e “Água de Nascente”. Segundo o diploma, estas águas naturais “não podem apresentar qualquer defeito do ponto de vista organolético”, e deverão revelar-se “bacteriologicamente próprias”, i.e. isentas de parasitas, microrganismos patogénicos, coliformes (e.g. E.coli) e estreptococos fecais, de anaeróbios esporulados sulfito-redutores e de Pseudomonas aeruginosa. As águas minerais naturais deverão ainda apresentar ”características físico-químicas estáveis na origem, dentro da gama de flutuações naturais, de que podem eventualmente resultar efeitos favoráveis à saúde”. Estas águas distinguem-se da água potável comum pela sua pureza original e natureza, caracterizada pela composição mineral, oligoelementos ou outros constituintes. Nas águas de nascente, as características físico-químicas tornam-na adequada para consumo humano no seu estado natural. Geralmente as águas minerais apresentam uma composição mineral estável ao longo do tempo. As águas de nascente, geralmente menos mineralizadas e de aquíferos superficiais, são mais suscetíveis de sofrer variações sazonais na sua composição (APIAM, 2016a). Ainda segundo este diploma, não são permitidos quaisquer tratamentos suscetíveis de provocar alterações nos constituintes que conferem a estas águas propriedades naturais na origem. Excetuam-se os tratamentos de remoção por separação física de elementos instáveis (e.g. compostos de ferro e de enxofre), de componentes indesejáveis (incluindo arsénio e de compostos de ferro, manganês e enxofre) e de gás carbónico (total ou parcial). Adicionalmente, excetuando-se o caso de utilização destas águas para o fabrico de refrigerantes, não são permitidas adições de outras substâncias além do gás carbónico.
Ainda que a água que chega a uma instalação fabril reúna todas as características de potabilidade legalmente exigidas, é imprescindível a realização de controlos periódicos aos valores de alguns dos parâmetros de qualidade. Esta necessidade prende-se com o fato de a qualidade da água utilizada poder condicionar, caso não seja corrigida, o desenrolar de algumas etapas do processo de fabrico, desencadear a degradação de outros componentes do produto alimentar e no limite, impedir a obtenção do produto final com as características esperadas.
De seguida, encontram-se definidas algumas características importantes da água e mencionadas as operações que permitem a correção para a sua utilização adequada no fabrico de géneros alimentícios.
Acidez
Capacidade da água para contrariar o efeito de aumento de pH resultante da adição de bases, sendo expressa em mg de CaCO3/L. Resulta da presença de dióxido de carbono ou ácidos (orgânicos ou minerais) dissolvidos.
Operações de correção: Descarbonatação; osmose inversa.
Alcalinidade
Capacidade da água para contrariar o efeito de redução de pH resultante da adição de ácidos, sendo expressa em mg de CaCO3/L. Contribuem para este “efeito tampão” os aniões bicarbonato, carbonato, e hidróxido, que se encontram normalmente combinados com os catiões cálcio, magnésio, sódio potássio ou amónia. A alcalinidade total corresponde ao valor da concentração total destes aniões.
Operações de correção: Coagulação; troca iónica.
Carência Química de Oxigénio
Traduz a quantidade de matéria orgânica presente na água, na forma dissolvida e particulada (i.e. como sólidos dissolvidos ou coloides). O método baseia-se na medição da quantidade de oxigénio consumido na oxidação por agentes oxidantes (cromatos ou permanganatos) da totalidade de compostos orgânicos e de sais minerais oxidáveis.
Operações de correção: Floculação/coagulação e decantação; precipitação de ácidos húmicos com sais de ferro a pH baixo.
Cloreto
Mede a concentração em aniões cloreto, expressa em mg/L.
Operações de correção: Osmose inversa; troca iónica ou eletrodiálise
Dureza
Traduz a presença de sais de cálcio e magnésio dissolvidos, podendo referir-se a dureza temporária (i.e., bicarbonatos), permanente (i.e., cloretos, sulfatos e nitratos) e total (i.e., soma da dureza temporária e permanente). Com base na quantidade total de sais de cálcio e magnésio (expresso em mg/L ou ppm de CaCO3) as águas classificam-se em brandas (<50ppm); moderadamente macias (50-100ppm), duras (100-200ppm) e muito duras (200-300ppm).
Operações de correção: Precipitação com hidróxido de cálcio (dureza temporária); precipitação com hidróxido de cálcio e carbonato de sódio; decantação.
Ferro e manganês
Mede as concentrações de catiões ferro e manganês, expressas em mg/L.
Operações de correção: Arejamento e filtração.
Fluoreto
Mede a concentração de aniões fluoreto, expressa em mg/L.
Operações de correção: Precipitação com fosfato tricálcico; osmose inversa.
Metais Pesados
Mede a concentração dos metais tais como chumbo, crómio, cádmio, arsénio e mercúrio, expresso em mg/L.
Operações de correção: Precipitação com hidróxido de cálcio; troca iónica; osmose inversa.
Mineralização total
Soma das concentrações de todos os aniões e catiões, expressa em mg/L.
Operações de correção: -
Nitrito e nitrato
Mede a concentração de nitratos e nitritos, expressa em mg/L.
Operações de correção: Troca iónica; osmose inversa.
Organismos vivos
Presença de plâncton e bactérias.
Operações de correção: Cloração, radiação UV ou ozonização; nanofiltração, coagulação/floculação; decantação.
Oxigénio dissolvido
Oxigénio presente na água na forma dissolvida, expresso em % de saturação de oxigénio.
Operações de correção: Desarejamento.
pH
Medida do potencial de hidrogénio de uma solução, estando relacionado com a atividade dos iões H+ nessa solução. Com base no valor de pH é possível classificar as soluções como ácidas (pH<7), neutras (pH=7) ou básicas (pH>7).
Operações de correção: Correção com bases ou ácidos
Potencial de oxidação-redução
Capacidade da água para ceder ou aceitar eletrões, consistindo respetivamente num meio redutor ou oxidante, sendo expresso em milivolt (mV). É um parâmetro importante no tratamento de águas
Operações de correção: -
Sólidos dissolvidos
Quantidade de partículas suspensas (e.g. coloides, sais inorgânicos e microrganismos) que atravessam o suporte de filtração utilizado na determinação dos sólidos suspensos.
Operações de correção: Floculação/coagulação, decantação, filtração e secagem por evaporação.
Sólidos suspensos
Quantidade de partículas suspensas na água que são removíveis por um filtro com porosidade igual a 1μm, expresso em mg/L.
Operações de correção: Decantação e filtração.
Sulfato
Mede a concentração de aniões sulfato, expressa em mg/L.
Operações de correção: Osmose inversa; troca iónica ou eletrodiálise.
Acidez
Capacidade da água para contrariar o efeito de aumento de pH resultante da adição de bases, sendo expressa em mg de CaCO3/L. Resulta da presença de dióxido de carbono ou ácidos (orgânicos ou minerais) dissolvidos.
Operações de correção: Descarbonatação; osmose inversa.
Alcalinidade
Capacidade da água para contrariar o efeito de redução de pH resultante da adição de ácidos, sendo expressa em mg de CaCO3/L. Contribuem para este “efeito tampão” os aniões bicarbonato, carbonato, e hidróxido, que se encontram normalmente combinados com os catiões cálcio, magnésio, sódio potássio ou amónia. A alcalinidade total corresponde ao valor da concentração total destes aniões.
Operações de correção: Coagulação; troca iónica.
Carência Química de Oxigénio
Traduz a quantidade de matéria orgânica presente na água, na forma dissolvida e particulada (i.e. como sólidos dissolvidos ou coloides). O método baseia-se na medição da quantidade de oxigénio consumido na oxidação por agentes oxidantes (cromatos ou permanganatos) da totalidade de compostos orgânicos e de sais minerais oxidáveis.
Operações de correção: Floculação/coagulação e decantação; precipitação de ácidos húmicos com sais de ferro a pH baixo.
Cloreto
Mede a concentração em aniões cloreto, expressa em mg/L.
Operações de correção: Osmose inversa; troca iónica ou eletrodiálise
Dureza
Traduz a presença de sais de cálcio e magnésio dissolvidos, podendo referir-se a dureza temporária (i.e., bicarbonatos), permanente (i.e., cloretos, sulfatos e nitratos) e total (i.e., soma da dureza temporária e permanente). Com base na quantidade total de sais de cálcio e magnésio (expresso em mg/L ou ppm de CaCO3) as águas classificam-se em brandas (<50ppm); moderadamente macias (50-100ppm), duras (100-200ppm) e muito duras (200-300ppm).
Operações de correção: Precipitação com hidróxido de cálcio (dureza temporária); precipitação com hidróxido de cálcio e carbonato de sódio; decantação.
Ferro e manganês
Mede as concentrações de catiões ferro e manganês, expressas em mg/L.
Operações de correção: Arejamento e filtração.
Fluoreto
Mede a concentração de aniões fluoreto, expressa em mg/L.
Operações de correção: Precipitação com fosfato tricálcico; osmose inversa.
Metais Pesados
Mede a concentração dos metais tais como chumbo, crómio, cádmio, arsénio e mercúrio, expresso em mg/L.
Operações de correção: Precipitação com hidróxido de cálcio; troca iónica; osmose inversa.
Mineralização total
Soma das concentrações de todos os aniões e catiões, expressa em mg/L.
Operações de correção: -
Nitrito e nitrato
Mede a concentração de nitratos e nitritos, expressa em mg/L.
Operações de correção: Troca iónica; osmose inversa.
Organismos vivos
Presença de plâncton e bactérias.
Operações de correção: Cloração, radiação UV ou ozonização; nanofiltração, coagulação/floculação; decantação.
Oxigénio dissolvido
Oxigénio presente na água na forma dissolvida, expresso em % de saturação de oxigénio.
Operações de correção: Desarejamento.
pH
Medida do potencial de hidrogénio de uma solução, estando relacionado com a atividade dos iões H+ nessa solução. Com base no valor de pH é possível classificar as soluções como ácidas (pH<7), neutras (pH=7) ou básicas (pH>7).
Operações de correção: Correção com bases ou ácidos
Potencial de oxidação-redução
Capacidade da água para ceder ou aceitar eletrões, consistindo respetivamente num meio redutor ou oxidante, sendo expresso em milivolt (mV). É um parâmetro importante no tratamento de águas
Operações de correção: -
Sólidos dissolvidos
Quantidade de partículas suspensas (e.g. coloides, sais inorgânicos e microrganismos) que atravessam o suporte de filtração utilizado na determinação dos sólidos suspensos.
Operações de correção: Floculação/coagulação, decantação, filtração e secagem por evaporação.
Sólidos suspensos
Quantidade de partículas suspensas na água que são removíveis por um filtro com porosidade igual a 1μm, expresso em mg/L.
Operações de correção: Decantação e filtração.
Sulfato
Mede a concentração de aniões sulfato, expressa em mg/L.
Operações de correção: Osmose inversa; troca iónica ou eletrodiálise.
Referências:
APIAM. (3 de Agosto de 2016a). FAQ. Obtido de Associação Portuguesa dos Industriais de Águas Minerais Naturais e de Nascente: http://www.apiam.pt/faqs/?idsubarea=29
APIAM. (3 de Agosto de 2016a). FAQ. Obtido de Associação Portuguesa dos Industriais de Águas Minerais Naturais e de Nascente: http://www.apiam.pt/faqs/?idsubarea=29
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