Avaliação de um sistema de remoção de sólidos para maximização do uso da água no processamento dos frutos do cafeeiro

Abstract

A cafeicultura é uma das atividades mais importantes no Brasil, por propiciar oportunidades de trabalho a milhões de pessoas e contribuir para manter o homem no campo. O clima brasileiro favorece a produção de cafés finos, processados tanto por via seca, quanto por via úmida, gerando os cafés cerejas descascado ou despolpado. É uma atividade que produz e gera resíduos, necessitando do emprego de ações que levem em consideração os fatores ambientais e a legislação. O processamento pós-colheita dos frutos de cafeeiro por via úmida tem sido uma importante estratégia para a melhoria da qualidade dos grãos e diminuição dos custos de produção. Esse processo envolve grande volume de água na lavagem e despolpa dos frutos, resultando num efluente com altas concentrações de material orgânico e nutrientes, que se descartadas inadequadamente, apresentam alto potencial poluente e por isso, seu lançamento em corpos hídricos, sem tratamento adequado, é proibido no Estado do Espírito Santo. A estratégia da recirculação da água residuária do café nas unidades de processamento contribui com a redução do volume de água consumido e do efluente gerado, porém, à medida que recircula vai incorporando material orgânico e inorgânico, alterando suas características e dificultando seu fluxo na rede hidráulica, podendo ocorrer entupimentos. Torna-se necessário remover parte dos sólidos grosseiros sedimentáveis presentes na água residuária de modo a não comprometer o seu fluxo na unidade de processamento. Essa remoção pode ser feita por meio de separadores de sólidos industrializados, por peneiras de fabricação artesanal ou estruturas adaptadas para essa finalidade. Este trabalho teve por objetivos quantificar a remoção de resíduos do processamento dos frutos do cafeeiro durante a safra 2009-2010, por meio de um sistema constituído de caixas de decantação e peneiras; monitorar o consumo de água e avaliar a qualidade da bebida do café, com a recirculação da água residuária na unidade de processamento dos frutos do cafeeiro por via úmida da Fazenda Experimental de Venda Nova, pertencente ao Incaper. Para isso, foi adaptado um sistema de remoção de sólidos grosseiros sedimentáveis constituído de três caixas de decantação, interligadas por tubos de PVC, e duas peneiras estáticas, dispostas com inclinação de 10% na saída da água da terceira caixa. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados no esquema de parcela subdividida (4 x 5), em quatro repetições, sendo nas parcelas os quatro pontos de coleta (PC1, PC2, PC3 e PC4) e nas subparcelas os cinco períodos de tempo, após o início do processamento (T10, T40, T70, T100 e T130 min.). Para a obtenção das características organolépticas dos grãos, as parcelas foram constituídas de um ponto de coleta em cada subparcela. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Foram processados 39.420 L de frutos do cafeeiro arábica e realizadas análises da concentração de sólidos totais e medição da condutividade elétrica, enquanto as análises químicas incluíram a medição do potencial hidrogeniônico e as concentrações macro e micronutrientes. As características sensoriais da bebida foram analisadas por meio da metodologia Specialty Coffee Association of America. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que: a recirculação da água no processamento, usando o sistema de remoção de sólidos para remover parte do material orgânico presente na água residuária do café, proporcionou uma redução de 2,2 L para 0,52 litros de água por litros de frutos processados, maximizando o uso da água; durante o tempo de recirculação da água residuária do café no processamento dos frutos as concentrações de ST, CE, N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Mn, Fe e B aumentaram e o pH diminuiu; o tempo de recirculação da água residuária do café não influenciou na qualidade da bebida dos grãos cerejas descascados.Coffee is one of the most important activities in Brazil for it provides job opportunities to millions of people and contributes to keep people in the countryside. The Brazilian climate favors the production of fine coffees through both dry and wet processes generating peeled or depulped coffee cherries. It is an activity that produces and generates waste, requiring the use of actions that take into account environmental factors as well as the legislation. The wet post-harvest processing of coffee fruits has been an important strategy to improve grain quality and to lower the costs of production. This process involves a large volume of water to wash and depulp the fruits, resulting in an effluent with high concentrations of organic material and nutrients, which, if inappropriately discarded, have high pollution potential and therefore its release in water bodies without adequate treatment is forbidden in the state of Espírito Santo. The strategy of recirculating wastewater in the coffee processing units contributes to the reduction of both the water consumption and the effluent generated, however, as it recirculates it incorporates organic and inorganic material, changing its characteristics and hindering its flow in the hydraulic system, where clogging may occur. It is necessary to remove part of the coarse settling solids in the wastewater so as not to jeopardize its flow into the processing unit. This removal can be done by industrialized solid separators, by homemade sieves or structures adapted for this purpose. This study aimed at quantifying the removal of waste from the coffee berry processing unit during the 2009-2010, throung a system consisting of settling boxes and sieves; monitoring the water use and assessing the quality of coffee beverage, with the recirculation of wastewater into the coffee berry wet processing unit at the Experimental farm of Venda Nova, owned by Incaper. For this, a removal system of coarse settling solids made with three decanting boxes connected by PVC tubes and two static sieves tilted at 10% in the outlet of the third box was adapted. The experimental design got randomized blocks split in sections (4X5) subdivided in four replications, having the four collecting points in the sections (CP1, CP2, CP3 and CP4) and the five time periods (T10, T40, T70, T100 and T130 min.) in the subdivisions after the process has started. To get the organoleptic characteristics of the grain, the sections had a collecting point in each subsection. Data were subjected to analysis of variance and the average results were compared to Tukey test at 5% probability. 39.420 L of Arabica coffee berries were processed and analyses of the concentration of total solids as well as measurements of electrical conductivity were performed, whereas the chemical analyses included the measurement of the hydrogenionic potential as well as the macro/micronutrients concentrations. The sensory characteristics of the beverage were analyzed using the methodology Specialty Coffee Association of America. Based on these results, we have concluded that: the recirculation of water for processing, using the solids removal system to remove part of the organic material in the coffee wastewater, came down from 2,2 L to 0,52 liters of water per liter of processed fruit, maximizing the use of water; during the time of recirculation of wastewater from coffee while processing the fruits; the concentrations of ST, EC, N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Zn, Mn, Fe and B increased, the pH decreased; the time of recirculation of wastewater from coffee had no effect on the beverage quality of peeled grains.