A utilização de dióxido de cloro na indústria de bebidas

 

O dióxido de cloro (ClO2) é um agente de desinfecção permitido pela legislação de água alemã. Ele é utilizado desde meados da década de 40 nos Estados Unidose desde os anos 50 pelas empresas públicas alemãs fornecedoras de água potável. Paralelo ao seu amplo espectro de atuação, também possui uma extraordinária eficácia na eliminação de biofilme e oferece uma proteção bacteriostática de longa duração.

A utilização de dióxido de cloro na desinfecção de água na indústria de bebidas

Com freqüência surgem recontaminações em redes de água que foram ampliadas ou são construídas de modo muito ramificado, o que ocasiona uso descontinuado da água. Estas recontaminações na rede de água são difíceis de controlar microbiologicamente - em decorrência de oscilações de pressão, em conjunto com a formação de biofilme.

O teor de cloro livre permitido para o tratamento público de água potável possui apenas um pequeno efeito sobre este biofilme. Foi demonstrado que concentrações de cloro de 0,5 até 5 mg/l, em determinados casos, apenas foram suficientes para evitar nova formação, e que aproximadamente 50 mg/l (ppm) de cloro deveriam ser utilizados para eliminar estes biofilmes.

Isto faz com que seja necessária a utilização de um agente desinfetante com um amplo espectro de ação.

O dióxido de cloro já é utilizado há mais de vinte anos pela indústria de bebidas e alimentos para a desinfecção de água potável e de processo. Dióxido de cloro é uma ligação gasosa de cloro e oxigênio e não pode ser liquefeito por motivos físico-químicos, como por exemplo, é possível com o cloro gás.

Por este motivo é produzido no local de utilização pelo processo clorito-ácido clorídrico, utilizando equipamento especificamente construído, que obedece às rígidas normas de segurança alemãs.

Produzir dióxido de cloro "em balde" prejudica de modo grave a saúde do usuário e por isso não é recomendável.

Os geradores de dióxido de cloro pelo processo clorito-ácido clorídrico podem ser utilizados, por exemplo, em tempos de produção fortemente variáveis (8, 16, 24 horas por 5 ou 7 dias por semana). O dióxido de cloro produzido encontra-se em solução aquosa e pode por isso ser dosado de modo simples, seguro e exato de acordo com a necessidade.

Normalmente como o consumo de água oscila bastante, deve-se ajustar a produção de dióxido de cloro, que pode ser feito através de um medidor de vazão por contato ou indutivo interligados ao gerador. O controle por microprocessador processa o sinal de entrada e controla as bombas dosadoras dos componentes (clorito de sódio e ácido clorídrico). A dosagem desejada é indicada diretamente e regulada de acordo com a necessidade.

A dosagem de dióxido de cloro é feita num by-pass do fluxo principal de água, e intertravada com um controle de fluxo de água da tubulação do by-pass. Um misturador estático promove a pré-mistura do dióxido de cloro com a água do by-pass.

Através do uso de uma sonda amperométrica (eletrodo) pode-se medir, com elevada precisão e especificamente, a concentração de dióxido de cloro. Estes dados da medição são captados por uma impressora e documentados.

Assim com facilidade pode-se verificar se ocorreu uma adequada desinfecção e se a água na rede de distribuição apresenta uma concentração suficientemente elevada de dióxido de cloro.

Caso os limites inferior ou superior dos valores pré-determinados sejam ultrapassados, ocorre sinalização no local ou numa central remota.

Eficiência de dióxido de cloro sobre diversos microrganismos

A tabela a seguir compara as concentrações e tempos de contato necessários para inativar uma variedade de microrganismos.

 

 

A utilização de dióxido de cloro em CIP

A sua elevada eficácia de desinfecção e boas características de enxágüe fez do dióxido de cloro um agente interessante para o uso em sistemas CIP.

As primeiras experiências com a utilização de dióxido de cloro na limpeza CIP ocorreram em indústrias de água mineral, que primeiramente utilizaram dióxido de cloro na última água de rinsagem após o ciclo de desinfecção. Após isso, começou-se a utilizar na desinfecção propriamente dita, em duas empresas. No primeiro caso, o sistema CIP foi utilizado na limpeza de enchedora e no segundo caso, na desinfecção de tanques e tubulações.

O dióxido de cloro produzido por um gerador é dosado por meio de uma linha de by-pass no retorno da solução CIP. Por meio desta tecnologia de processo, antes do ciclo de CIP, a concentração da solução desinfetante no tanque CIP é reposta, dependendo do valor medido.

Este processo pode ocorrer automaticamente por meio de uma medição precisa da concentração de dióxido de cloro, que a mantém em aprox. 1 mg/l (ppm). Com isso são utilizadas pequenas quantidades de dióxido de cloro, aprox. 2 a 3 g por m3 de solução desinfetante. Para uma ótima segurança operacional, a utilização de um monitoramento de valor redox mostrou-se eficiente.

Como o dióxido de cloro é um agente oxidante, sua concentração possui influência sobre o valor redox. Quanto mais elevada a concentração, maior o valor redox. Mas o valor redox também é influenciado por outras substâncias presentes na água, portanto não é específico.

Como segunda medição independente na dosagem dependente de valores de medição., é recomendável a medição redox. Uma medição adicional de pH traz outras vantagens (por exemplo, a supervisão das funções das válvulas).

Ao contrário de outros desinfetantes, o dióxido de cloro não precisa ser totalmente enxaguado, pois de acordo com a legislação de água potável, são permitidos 0,4 mg/l (ppm). Por isso bastam pequenas quantidades de água no enxágüe.

Quando da utilização de ácido peracético para a desinfecção CIP são necessários aprox. 500 ppm para atingir uma desinfecção suficiente. O mesmo pode ser feito com dióxido de cloro com uma concentração de 1 ppm. Isto reduz os custos drasticamente.

Uma outra característica é que após a etapa de desinfecção deve ser efetuada uma etapa de rinsagem. Dióxido de cloro requer apenas uma pequena quantidade de água de rinsagem, atualmente uma diluição de 1:1 é suficiente para trazer a concentração para os níveis de água potável.

Isso economiza tempo e recursos financeiros, pelo fato de que alguns desinfetantes necessitarem de rinsagem com água quente.

Instalação do gerador de dióxido de cloro na desinfecção CIP

Em uma instalação como essa, deve-se dosar dióxido de cloro baseado na medição da concentração, ou ao menos instalar uma monitoração de ClO2, redox e pH.

Pode-se circular o conteúdo do tanque de solução desinfetante através de uma simples bomba centrífuga.

Ciclo básico de sistemas CIP:

1. Pré-rinsagem

2. Limpeza alcalina

3. Rinsagem intermediária

4. Limpeza ácida

5. Rinsagem intermediária

6. Desinfecção

7. Rinsagem final

Após cada etapa de limpeza CIP, por exemplo, existe uma etapa de rinsagem intermediária.

Em alguns casos as válvulas desses tanques não funcionam apropriadamente, por exemplo, a água da rinsagem intermediária após a limpeza ácida termina no tanque de desinfecção, ao invés de ir para o ralo. Isso pode ser facilmente observado na medição do pH e representa uma vantagem muito valiosa para o usuário, porque normalmente é difícil descobrir válvulas defeituosas.

A aplicação de dióxido de cloro em CIP serve também para cervejarias que pasteurizam suas cervejas.

Comparativo de custos

O dióxido de cloro é um agente desinfetante com um custo muito vantajoso. Um ponto desfavorável que deve ser mencionado é que o investimento em equipamento em comparação com os desinfetantes atuais é sensivelmente maior. Enquanto que um equipamento para a dosagem de ácido peracético apresenta determinado custo, um equipamento correspondente de dióxido de cloro custa cerca de 5 a 10 vezes mais.

De acordo com experiências até o momento, a amortização do investimento pela redução de custos com produtos químicos ocorre em curto espaço de tempo (cerca de 1 ano). Nesse cálculo não foi levado em consideração o potencial de economia na água de enxágüe de cerca de 50%.

Substituindo por exemplo ácido peracético por dióxido de cloro, pode-se economizar aproximadamente 80% dos custos com produtos químicos, mais custos de água e redução do tempo de desinfecção e rinsagem.

Com a utilização de dióxido de cloro na limpeza CIP oferece-se a possibilidade de se documentar de modo automático e contínuo a concentração de dióxido de cloro e com isto a qualidade dos passos de desinfecção, atendendo ao HACCP e às exigências específicas de cada empresa.

O dióxido de cloro já é utilizado por mais de 80% das cervejarias alemãs e várias empresas privadas do segmento de bebidas e alimentação já utilizam esta tecnologia no Brasil.

Fonte: Matthias Rembert Reinold (Mestre Cervejeiro Diplomado)