Avaliação ex-ante de ciclo de vida do colágeno extraído da pele da tilápia

Abstract

A realização de avaliação de impactos ambientais ex-ante, buscando redução desses impactos em tecnologias em desenvolvimento, ainda é rara em estágios iniciais do desenvolvimento tecnológico. Entretanto, sem essa avaliação, novos processos e produtos podem ser utilizados em larga escala pela sociedade sem que seus impactos ambientais tenham sido reduzidos ao máximo durante. Esse estudo tem como objetivo utilizar dados laboratoriais para simular e avaliar em escala de planta piloto de produção os possíveis impactos ambientais de duas rotas de extração de colágeno a partir da pele de tilápia (Oreochromis niloticus). Busca-se identificar oportunidades viáveis de redução de impactos e apontar rota de melhor desempenho para produção em planta piloto. Utilizou-se o software SuperPro Designer® para modelar o processo laboratorial em escala piloto e a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), normatizada pelas ISO 14040 e 14044, com o escopo do tipo “berço ao portão”, para avaliar os impactos ambientais. O método AWARE foi empregado para avaliar impacto potencial na escassez hídrica e o método ILCD 2011 Midpoint, para avaliar impactos potenciais nas seguintes categorias de impacto: mudanças climáticas, toxicidade humana cancerígena e não cancerígena, acidificação, eutrofização e ecotoxicidade de água doce, eutrofização marinha. Considerou-se que a relação entre quantidade de matéria-prima (pele de tilápia) e insumos na produção em nível laboratorial se manteve na produção em escala piloto. O funcionamento da planta é de 7.889,12 horas no ano para a rota ácido-solúvel (ASC) e 7.871,03 horas para a rota pepsina-solúvel (PSC), totalizando aproximadamente 328 dias/ano de funcionamento para ambas rotas. Os resultados obtidos mostraram que a produção na rota ASC ficou em 142 bateladas/ano, produzindo um total de 13.528,35 kg de colágeno a partir de 71 toneladas de pele, com um rendimento de 19,05%(kg/kg). Já a rota PSC realiza 137 bateladas/ano, com uma produção de colágeno de 10.020,18 kg a partir de 68,5 toneladas de pele, tendo um rendimento de 14,63% (kg/kg). Ao analisar os inventários, percebeuse que a rota PSC consome 2,04 vezes mais insumos que a rota ASC por kg de colágeno produzido. As rotas avaliadas não apresentaram diferenças significativas em escala laboratorial. Porém, em escala piloto, observou-se que a rota ASC apresentou melhor desempenho ambiental na maioria das categorias de impactos ambientais avaliadas. A escala piloto, nas duas rotas, apresentou redução média de impactos de 68,60% na rota ASC e de 68,02% na rota PSC, em relação a escala laboratorial. Os pontos críticos encontrados nas duas rotas em escala piloto foram a etapa de purificação por membranas e a disposição de resíduos em aterro. Comparando o cenário base com outros que consideram a diafiltração e compostagem de resíduos orgânicos, observou-se que essas alterações reduziram os impactos de forma significativa em todas as categorias de impactos avaliadas. Concluindo, recomenda-se que a rota ASC com diafiltração e compostagem de resíduos seja implementada em escala piloto. Recomenda-se também que dados de caracterização de efluentes e resíduos sólidos sejam levantados para indicar o melhor tratamento para a modelagem dos processos em escala piloto. A análise de mudanças nos processos e impactos devido ao escalonamento permitiu indicar como boa prática a realização de comparações entre processos alternativos em escala laboratorial após modelagem dos processos em escala piloto.