Meio Ambiente (água, ar e solo)

Separação por membranas – Destaque para sua versatilidade em diferentes aplicações.

Claudio Roberto de F. Pacheco
5 de fevereiro de 2013
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    Este desenvolvimento técnico possibilita que os dois módulos de UF apresentem uma área de cerca de 60% da área de filtração necessária para se conduzir a mesma operação em um único estágio, em razão da menor polarização das membranas operando em dois estágios.

    Claro que três estágios teriam um desempenho ainda melhor. Todavia, o melhor número de estágios em uma determinada situação é balanceado pelo custo de bombeamento, cuja potência cresce com o número de estágios e, aproximadamente, em cada estágio, com o cubo da vazão utilizada, isto é, linearmente com a vazão e com a pressão, sendo que esta última aumenta proporcionalmente com o quadrado da vazão.

    A Tabela 1 mostra a composição porcentual, apresentada por W. Eykamp [1], de custos de investimento, manutenção e operação de sistemas de UF, da qual destacamos os valores para as bombas e sua operação.

    Química e Derivados, Ponto Crítico - Tabela 1: Valores de referência de capital investido

    Ponto Crítico – Tabela 1: Valores de referência de capital investido

    Em virtude dos custos, a UF ainda não é utilizada em larga escala no tratamento de efluentes industriais, todavia encontra grande número de aplicações no processamento de correntes fluidas industriais com componentes de valor.

    O processo de pintura de metais por eletrodeposição utiliza uma emulsão de pigmentos com carga elétrica em água. A peça metálica é conectada a um terminal elétrico de polaridade oposta àquela do pigmento e imersa na emulsão.

    Aplicando-se uma voltagem entre o tanque e a peça metálica, cria-se um campo elétrico que movimenta o pigmento para a sua deposição sobre a peça metálica.

    Após o tempo de residência especificado, a peça é removida e imersa em um conjunto de banhos de lavagem para remoção do excesso de pigmento. Neste procedimento, um conjunto de impurezas iônicas é arrastado do banho de pintura para a lavagem. A contínua circulação da água dos tanques de lavagem por um sistema de UF permite obter um permeado que retorna ao tanque de lavagem isento de pigmentos, embora com impurezas iônicas e uma corrente levemente concentrada em pigmento que retorna ao tanque de pintura.

    Sem dúvida, uma das maiores aplicações da UF se encontra na produção de queijos.

    Na fabricação deste laticínio, o leite é coagulado pela precipitação de suas proteínas. O sólido assim formado é enviado ao processo de fermentação, do qual o soro sobrenadante deve ser separado. O soro contém praticamente a totalidade dos sais e açúcares presentes no leite original e um quarto da proteína. Por ser inadequado como produto alimentício, constitui um problema de descarte ambiental. Um processo utilizando UF desenvolvido por Maubois e outros [2] processa o leite, o que gera um concentrado que aumenta a fração das proteínas usadas como queijo e reduz a presença das mesmas no permeado, ou seja, transforma-se o que seria rejeito em produto, ao mesmo tempo em que se reduz a carga de efluente a ser tratada antes do descarte final.

    A produção de vinho também se revelou um campo no qual a UF levou uma grande contribuição. Na concepção tradicional, a filtração de vinho é realizada em uma camada filtrante de terra diatomácea. O filtrado, por sua vez, deve ser submetido a uma etapa de esterilização para controlar eventual contaminação resultante da etapa anterior e, então, ser engarrafado. Ora, a terra diatomácea constitui um problema ambiental de descarte custoso.

    O uso da UF no lugar da terra diatomácea elimina a etapa de esterilização, permitindo o engarrafamento imediato do permeado e seu concentrado constitui um efluente líquido de mais fácil tratamento do que resíduos sólidos.

    Muitas outras aplicações de UF são descritas por Cheryan e Alvarez [3]. Na próxima coluna, tratarei da microfiltração.

    Para saber mais, recomendo:

    [1] W. Eykamp, Microfiltration and Ultrafiltration, in Membrane Separation Technology: Principles and Applications, R. D. Noble and S.A. Stern (eds), Elsevier Science, Amsterdam, (1995).
    [2] J. L. Maubois, G. Mocquot and L. Vassal, Preparation of Cheese Using Ultrafiltration, US Patent 4,205,080 (1980).
    [3] M. Cheryan and F. R. Alvarez, Food and Beverage Industry Applications, in Membrane Separation Technology: Principles and Applications, R. D. Noble and S.A. Stern (eds), Elsevier Science, Amsterdam (1995)


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