Estudo do Processo de Industrialização do Arroz no Brasil e Utilização de Seus Resíduos, Resumos de Gestão de Resíduos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

ENGENHARIA DE ALIMENTOS

INDUSTRIALIZAÇÃO E GESTÃO DE RESÍDUOS DE ARROZ NO

BRASIL

PATOS DE MINAS

JADE VIEIRA DE SOUSA

INDUSTRIALIZAÇÃO E GESTÃO DE RESÍDUOS DE ARROZ NO

BRASIL

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Engenharia de Alimentos, da Universidade Federal de Uberlândia – Campus Patos de Minas, como registro final para obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Alimentos. Orientadora: Profª. Drª. Vivian Consuelo Reolon Schmidt. PATOS DE MNAS 2019

RESUMO

Originário da China, o arroz é cultivado há pelo menos cinco mil anos, sendo a terceira maior cultura cerealífera do mundo, ficando atrás apenas do milho e do trigo. Com investimentos em pesquisa ele se tornou capaz de ser cultivada em uma grande extensão nacional, ganhado cada vez mais espaço nos agronegócios brasileiros. Atualmente ele é fundamental na economia brasileira, exportando um total de 1, milhão de toneladas, o que gera US$ 467 milhões em negócios. Devido à alta geração de resíduos que podem ser obtidos no tratamento do arroz e a importância que o mesmo possui no cenário econômico brasileiro, este trabalho tem por objetivo estudar o processo de industrialização do arroz no Brasil assim como a utilização dos seus produtos e subprodutos. Além do papel importante na política econômica, à indústria do arroz tem estimulado o desenvolvimento econômico-social das cidades em que se instalam. Por exemplo, as lavouras de arroz do Rio Grande do Sul que empregam 37 mil trabalhadores, e a indústria outras 15 mil pessoas com o beneficiamento dos grãos. Totalizando mais de 50 mil empregos na cadeia produtiva de arroz. No processamento, o arroz passa, principalmente, pelas etapas de limpeza, descascamento, separação, brunição, homogeneização e classificação. Outros subprodutos importantes vindos do processamento do arroz são a casca, que gera a cinza, o farelo, e os fragmentos de arroz que são as quireras. Devido à alta geração de resíduos que podem ser obtidos no tratamento do arroz e a importância que o mesmo possui no cenário econômico brasileiro, este trabalho tem por objetivo estudar o processo de industrialização do arroz no Brasil assim como a utilização dos seus produtos e subprodutos. Palavras-chave: cereal; indústria; Brasil; Beneficiamento.

ABSTRACT

Originally from China, rice has been cultivated for less than 5,000 years and is the third largest cereal crop in the world, second only to corn and wheat. With investments in research, it has become able to be cultivated in a large national extension, increasingly space in Brazilian agribusiness. Currently, it is fundamental in the Brazilian economy, exporting a total of 1.4 million tons, which generates US $ 467 million in business. To accept the high waste generation that can be detected in rice treatment and that it has in the Brazilian economic scenario, this paper aims to study the industrialization process of rice in Brazil, as well as the use of its products and byproducts. In addition to the important role in economic policy, the rice industry has the social and economic development of the cities in which it operates. For example, as rice farms in Rio Grande do Sul that employ 37 million workers and another 15 million people with grain processing. Totaling over 50,000 jobs in the rice production chain. Others processing, or rice goes mainly through the steps of cleaning, husking, selection, honing, homogenization and classification. Other important byproducts from rice processing are husk, which generates ash, bran and rice fragments that are chirera. Accepting the high waste generation that can be detected in rice treatment and having the same importance as the Brazilian economic scenario, this paper aims to study the industrialization process of rice in Brazil, as well as the use of its products and by- products. Keywords: cereal; industry; Brazil; rice beneficiation process.

LISTAS DE TABELAS

Tabela 1 - Denominação dos produtos e processos ................................................ 17 Tabela 2 - Classificação do arroz.............................................................................. 17 Tabela 3 - Arroz Beneficiado Polido - Limites máximos de tolerância expressos em % peso...................................................................................................................... 18 Tabela 4 - Composição de 100 gramas de arroz de parte comestível..................... 21 Tabela 5 - Síntese dos resíduos sólidos gerados na indústria de beneficiamento de arroz, destino e proposição de alternativa sugerida pela literatura..................... 27

SUMÁRIO

• 1. INTRODUÇÃO
• 2. REVISÃO LITERÁRIA
  • 2.1 A produção de arroz no Brasil
  • 2.2 O arroz e sua classificação
  • 2.3 O sistema produtivo de beneficiamento de arroz
  • 2.4 Qualidade de grãos de arroz
    • 2.4.1 Amido
  • 2.5 Gestão de resíduos
  • 2.6 Identificação e destinação dos resíduos gerados
• 3. CONCLUSÃO.......................................................................................................
• 4. REFERÊNCIAS

10 O grão de arroz é constituído por casca, película, germe e endosperma. A película refere-se ao conjunto de camadas de células situadas entre a casca e o endosperma. Durante o beneficiamento do arroz, a película e o germe são retirados pelo polimento dos grãos, dando origem ao farelo. As vitaminas e sais minerais estão concentrados na película e no germe, portanto no farelo de arroz. O endosperma, também considerado o órgão de reserva nutricional da semente, contém basicamente amido e é o produto final consumido pela população. Devido ao processo de beneficiamento do arroz, equipamentos de alta tecnologia, que dão maior agilidade e precisão na limpeza e seleção dos grãos, este cereal adquiriu maior qualidade. Dessa forma, o arroz chega à etapa de empacotamento com maior uniformidade e polimento perfeito (BASSINELLO, P. Z.; CASTRO, E. da M. de, 2004). Além da forma de arroz branco polido, a evolução no setor de produção nos permite oferecer outras formas, como coprodutos do arroz que geralmente são descartados por causa do menor interesse econômico, resultando em partes como, casca, farelo gordo, quirera (arroz polido quebrado), palha, ente outros. Devido à importância do arroz na mesa do consumidor brasileiro, o objetivo deste trabalho foi estudar o beneficiamento de arroz, apresentar os resíduos gerados por essas indústrias e por fim, como são eliminados sem agredir o meio ambiente.

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2. REVISÃO LITERÁRIA

O arroz ( Oryza sativa ) é considerado o principal alimento para mais da metade da população mundial, sendo um dos cereais mais produzidos e consumidos no mundo. No Brasil, sua importância é destacada principalmente pelo desempenho no papel estratégico em níveis econômicos e sociais. Uma excelente fonte de energia, seu maior consumo é na forma de grão, onde apenas uma pequena quantidade de arroz é consumida como ingredientes em produtos processados (WALTER, MARCHEZAN, AVILA, 2008). O arroz é um alimento de forte presença na mesa dos brasileiros. Segundo Miranda et. al. (2008), grande parte da produção de arroz concentra-se em poucos estados do país, onde o Rio Grande do Sul se encontra no topo como grande produtor nacional desse grão, tendo como meio de cultivo o ecossistema de várzeas (irrigado) (WEBER, 2012). Os principais sistemas de cultivo são arroz irrigado por inundação contínua e controlado, com manutenção de lâmina de água até a maturação dos grãos, e arroz de várzea úmida, cultivado em baixadas sem irrigação controlada. Neste ecossistema utiliza-se água da chuva e da enchente dos rios ou afloramento natural do lençol freático (WEBER, 2012). A questão do sabor é uma das razões para o surgimento de diferentes variedades do arroz, com diferentes características e sabores, mas todas elas derivam de três subespécies básicas: a índica, a japônica e a javanica. A subespécie índica é originária da índia com grão longo e fino, a japônica é originária da China com grão curto e arredondado (WEBER, 2012). Assim, no mundo todo existem vários tipos de arroz, sendo que os principais estão apresentados na Figura 1 e listados a seguir.

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• Arroz vermelho: É mais conhecido como planta invasora, por causar consideráveis prejuízos às lavouras de arroz branco, principalmente por comprometer a qualidade final do produto (ALMANAQUE DO ARROZ, 2011).
• Arroz selvagem: Rico em nutrientes, pouco calórico e geralmente utilizado em misturas com arroz branco. O seu grão, de maior comprimento e de cor escura, cresce de forma selvagem e natural em pequenas produções nas margens dos grandes lagos da América do Norte (ALMANAQUE DO ARROZ, 2011).
• Arroz arbóreo: Variedade italiana. Apresenta uma quantidade elevada de amido. Ideal para preparar risoto, preparação mais cremosa (ALMANAQUE DO ARROZ, 2011).
• Arroz japonês: Grão curto e arredondado, conhecido também, como arroz cateto, tem grande capacidade aglutinadora e seu uso é bastante popular na cozinha japonesa e no preparo de sushi (ALMANAQUE DO ARROZ, 2011). O mercado brasileiro de arroz é ainda pouco diversificado, e prioriza o consumo de arroz branco polido, parboilizado e integral. 2.1 A produção de arroz no Brasil A produção de arroz em 2014/2015, de acordo com a Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), na região Sul obteve em 9,84 milhões de toneladas, totalizando 12.448milhões de toneladas. Na comparação com a safra de 2013/2014, que obteve 12.121 milhões de toneladas (MACAUHUB, 2014). Já nos anos de 2015/2016, a safra plantada chegou à 1,1 milhões de hectares, 10,603 milhões de toneladas no total. De acordo com a Conab, essa redução se deu devido à interferência do clima. (CONAB, 2018). O Rio Grande do Sul, principal produtor nacional, teve uma safra de 8, milhões de toneladas. A área alcançou 1,077 milhões de hectares, com perda de 2,1% diante dos 1,1 milhão/ha em 2016/17, com rendimento esperado de 7.851 quilos por hectare, o maior do Brasil, que fechou o ano com 12.327 milhões de toneladas (TAVARES, 2019) A safra 2017/2018 apresenta uma situação distinta entre os dois principais estados produtores de arroz do sul do Brasil, Rio Grande do Sul e Santa Catarina, e os do Brasil central, Mato Groso e Tocantins. O Rio Grande do Sul segue como o

14 maior produtor do Brasil, com 70,4% da safra nacional, enquanto Santa Catarina representa 9,58%. Enquanto Tocantins e Mato Grosso somam 9,18%, com o estado do Norte representando 5,28% e do Centro-Oeste, 3,0%, totalizando juntos 11. milhões de toneladas (TAVARES, 2019). A área plantada de arroz no Brasil, neste ano, teve uma redução de 19 mil hectares, com de semeio em 1,6 milhão de hectares, concentrada na região Sul do país. A projeção foi feita pela Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB). O estudo revela que a produtividade no ciclo 2019/2020, vem crescendo com a migração para áreas irrigadas e uso de mais tecnologias. Com isso, a safra de arroz deverá ser de aproximadamente 10,7 milhões de toneladas. Essas variações de toneladas de ano a ano desde 2013 é ilustrada na Figura

Figura 2 - Produção do arroz (em milhões de toneladas) nos anos de 2013 à 2019. Fonte: CONAB, 2018 No setor do agronegócio, o arroz tem grande destaque nacional, pois está presente em todas as regiões do país, e alimenta as populações de todas as classes sociais. Cerca de 95% do arroz produzido é beneficiado e comercializado no mercado interno, e os outros 5% da produção atendem ao mercado externo. O beneficiamento de arroz representa um importante setor dentro do agronegócio. Este setor é a etapa da cadeia onde se dá tratamento ao produto in

2013/14 2014/15 2015 /16 2016/17 2017/18 2019/

16 2.2 O arroz e sua classificação O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), no Brasil, por meio da Portaria 06/2009, regula a classificação do arroz, do qual foram retiradas as seguintes denominações apresentadas na Tabela 1: Tabela 5 - Denominação dos produtos e processos. Arroz Grãos provenientes da espécie Oryza sativa L. Arroz beneficiado Produto maduro que foi submetido a algum processo de beneficiamento e se encontra desprovido, no mínimo, da sua casca. Arroz descascado ou integral Produto do qual foi retirada somente a casca. Arroz parboilizado Produto submetido ao processo de parboilização (processo hidrotérmico no qual o arroz em casca é imerso em água para a temperatura acima de 58ºC, seguido de gelatinização total ou parcial do amido e posterior secagem). Arroz polido Produto de que, ao ser beneficiado, se retiram o germe, o pericarpo e a maior parte da camada interna. Marinheiro Grão que conserva a casca após seu beneficiamento. Quirera Fragmento de arroz que atravessa furos circulares de 1,6mm de diâmetro. Fonte: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, Instrução Normativa06/ A mesma Portaria destaca as seguintes classificações quanto à identidade e qualidade do arroz, conforme apresentados na Tabela 2. Tabela 6 - Classificação do arroz. Grupo: Subgrupo: Arroz em casca Natural Parboilizado Arroz beneficiado Integral Polido Parboilizado integral Parboilizado polido Fonte: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, Instrução Normativa06/ A subclassificação do arroz é dividida conforme o tipo, e cada tipo têm seus parâmetros limite para a presença de partículas diferentes do grão de arroz em si. A

17 Tabela 3 apresenta os valores dos parâmetros para cada tipo de arroz beneficiado polido. Tabela 7 - Arroz Beneficiado Polido - Limites máximos de tolerância expressos em % peso. Tipo Matérias Estranhas e Impurezas Mofados e Ardidos Picados ou Manchados Gessados e Verdes Rajados Amarelo Total Quebrados e Quirera Quirera (máximo 1 0,10 0,15 1,75 2 1 0,5 7,5 0, 2 0,2 0,3 3 4 1,5 1 15 1 3 0,3 0,5 4,5 6 2 2 25 2 4 0,4 1 6 8 3 3 35 3 5 0,5 1,5 8 10 4 5 45 4 Fonte: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, Instrução Normativa06/

• Matérias estranhas e impurezas - corpo ou detrito de qualquer natureza estranhos ao produto, como grãos ou sementes de outras espécies vegetais, sujidades e restos de insetos, detritos do próprio produto como casca e pedações de talos, entre outros.
• Mofados e ardidos – o grão descascado e polido, inteiro ou quebrado que apresentar no todo ou em parte, fungo (bolor), visível a olho nu.
• Picados ou manchados - o grão que apresentar mancha escura ou esbranquiçada, bem como, perfurações por insetos ou outros agentes.
• Gessados e verdes – grão que apresentar coloração totalmente opaca e semelhante ao gesso.
• Rajados – o grão que apresentar estria vermelha.
• Amarelo – o grão que apresentar coloração amarela.
• Quirera - o fragmento de grão de arroz que vazar em peneiro de furos circulares de 1,6 milímetros de diâmetro. 2.3 O sistema produtivo de beneficiamento de arroz Nessa etapa do trabalho será detalhada cada parte do processo produtivo de beneficiamento de arroz, baseado em pesquisas na literatura e da experiência da autora desde trabalho dentro da indústria.

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• 1ª Etapa – Recepção: chegada do caminhão de arroz à indústria e recebimento da matéria – prima;
• 2ª Etapa – Pesagem e Amostragem: após a pesagem do caminhão, são coletadas amostras representativas da carga e realiza-se análise dos grãos. Os principais parâmetros analisados são pureza, umidade e o teste de rendimento, que classifica o produto e verifica a porcentagem de grãos existentes; o Pureza – grão ausente de detrito do próprio produto como cascas, ente outros. o Umidade – o percentual de água encontrada na amostra em seu estado original. o Rendimento – os percentuais de grãos inteiros e de grãos quebrados, resultantes do beneficiamento do arroz.
• 3ª Etapa – Recepção em moegas: são locais onde se descarrega o arroz e através de “elevadores de caneca” o produto é transportado para as caixas reguladoras de fluxo;
• 4ª Etapa – Pré-limpeza: tem como objetivo retirar impurezas como detrito de qualquer natureza estranhos ao produto, como grãos ou sementes de outras espécies vegetais, sujidades e restos de insetos, detritos do próprio produto como casca e pedações de talos, entre outros, através de equipamentos como peneiras e sopros ventiladores. Nessas etapas os grãos com casca não ficam armazenados, estão em constante movimento na linha de produção;
• 5ª Etapa – Secagem: a secagem tem como finalidade diminuir a umidade e a capacidade evaporativa. Para o sistema de aquecimento, as fornalhas utilizam como combustível a própria casca resultante do beneficiamento do arroz. Ao final desse processo os grãos ficam armazenados úmidos em silos com aeração onde é ventilado até secar. O ar de ventilação pode ser aquecido ou não, por algumas horas;
• 6ª Etapa – Descascamento: os equipamentos mais utilizados para o descascamento são os que utilizam rolos de pedra, borracha ou mistos. Estes rolos giram a diferentes rotações. O arroz deve passar através de um pequeno espaçamento existente entre eles, sofrendo um movimento de torção que faz com que a casca se separe do grão;

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• 7ª Etapa – Brunimento e Polimento: nesta etapa é retirada do arroz o germe e a película que envolve o grão. O polimento consiste em espirros de água que entram em contato com o grão, causando seu resfriamento, o que proporcionará maior claridade e brilho. O que resta desta etapa do processo será o grão brunido e o farelo;
• 8ª Etapa – Classificação/Seleção: etapa onde o arroz passa por uma separação de fragmentos e de grãos com defeito melhorando a qualidade do produto. Neste processo o arroz é separado em grupos, subgrupos, classes e tipos, que são eles os grãos inteiros, os 3 ⁄ 4 de grãos, e por ultimo a quirera;
• 9ª Etapa – Embalagem: processo totalmente automatizado;
• 10ª Etapa – Expedição. 2.4 Qualidade de grãos de arroz As características determinantes da qualidade de grãos em arroz refletem-se diretamente no valor de mercado e na aceitação do produto pelo consumidor. E está diretamente relacionada com o valor nutricional, a sua adaptação às transformações industriais, ao seu consumo e comercialização (CASTRO et al., 1999). O valor nutritivo do arroz beneficiado polido não é tão baixo como se costuma pensar e fica em torno de 7% no grão polido e 8-9% no integral (Tabela 4 ). Sua proteína é de boa qualidade e contém aminoácidos essenciais, principalmente quando combinada com alguma leguminosa como o feijão (CASTRO et al., 1999). Tabela 8 - Composição de 100 gramas de arroz de parte comestível. Componentes Integral Polido Cru Cozido Cru Cozido Umidade (%) 12,2 70,1 13,2 69, Energia (kcal) 360 124 358 128 Proteína (g) 7,3 2,6 7,2 2, Lipídeos (g) 1,9 1,0 0,3 0, Colesterol (mg) NA NA NA NA Carboidratos (g) 77,5 25,8 78,8 28, Fibra Alimentar (g) 4,8 2,7 1,6 1, Cinzas (g) 1,2 0,5 0,5 0, Cálcio (mg) 8 5 4 4 Magnésio (mg) 110 59 30 2 Fonte: TACO, 2011