Avaliação Da Extração de Lipídeos de Microalga via Teste de Presagem Por Extrusão Para Futura Obteção de Biodiesel
edu.OBJETO DE ESTUDO  Na Figura 1 é apresentado um esboço esquemático de uma planta simples de produção de biodiesel.ifpe. www.br/ .
A TÉCNICA DE ELETROFLOCULAÇÃO  A tecnologia da eletrofloculação remove metais.  O processo consiste na aplicação de uma tensão elétrica entre um conjunto de placas ou eletrodos.ifpe. óxidos de titânio e rutênio. que se encontram submersas no efluente a ser tratado. outros materiais têm sido estudados. platina. coloidais e poluentes inorgânicos solúveis do meio aquoso.  Os eletrodos mais utilizados são alumínio ou ferro por ser de baixo custo comercial e de fácil disponibilidade. além de cobre e zinco (Meneses et al. 2012). dispostos paralelamente num arranjo denominado de colmeia.edu.br/ . partículas semi-sólidas. Porém. pela introdução de espécies de hidróxidos metálicos poliméricos altamente carregados no meio reacional. tais como: grafite. www.
A TÉCNICA DE ELETROFLOCULAÇÃO  Na Figura 2 é apresentado o processo de eletrofloculação. Figura 2 – Reator eletroquímico para Eletrofloculação com eletrodos de alumínio. www. onde ocorrem os fenômenos da eletrocoagulação e eletroflotação.edu.ifpe.br/ . com destaque para os eletrodos de sacrifício e o meio reacional.
 A aplicação de uma corrente elétrica no meio aquoso causa a hidrólise da água em seus constituintes moleculares. Já o efluente tratado.edu.  O material sólido aglomerado sedimenta-se e a fase líquida pode ser retirada pela parte superior do reator. pode ser retirado pela região inferior do reator. a fase sólida é flotada para o topo do reator em vez de sedimentar-se.ifpe.br/ . www. Já na coagulação seguida pela flotação.A TÉCNICA DE ELETROFLOCULAÇÃO  A coagulação por sedimentação ocorre quando os agentes coagulantes conseguem separar as impurezas sólidas dissolvidas no efluente. onde é posteriormente removida. da fase líquida. consequentemente são formadas bolhas de gás hidrogênio no cátodo e de oxigênio no ânodo.
 O lodo é mais facilmente filtrável. reduzindo assim o custo com a eliminação de lamas. como o alumínio. devido ao campo elétrico gerado no meio. que pode ser encontrado facilmente em pontos comerciais. consequentemente.ifpe. www. e pode ser utilizado como aditivo para solos.  Produz menos lodo.A TÉCNICA DE ELETROFLOCULAÇÃO  Vantagens:  Remoção de partículas coloidais bastante pequenas.  Uso de materiais simples e barato.edu.br/ . que podem ser bastante prejudiciais ao meio ambiente. que promove a aglutinação e.  Substituição ao uso de alguns coagulantes químicos. a formação de partículas maiores.
ifpe. www.edu. principalmente. com a situação atual da escassez de água.br/ . o que se torna desvantajoso principalmente para os processos contínuos. que em alguns processos exige a adição de NaCl.A TÉCNICA DE ELETROFLOCULAÇÃO  Limitações:  Os ânodos se passivam e os cátodos se polarizam muito rápido. que pode ser considerado um contaminante que se está inserindo no meio.  Necessidade de uma alta condutividade do efluente.  Corrosão dos eletrodos ao longo do tempo.  O custo elevado de energia elétrica.
Contém uma entrada de alimentação e uma saída para retirada do efluente tratado.034L) e um volume útil reacional de 883 cm³ (0.ifpe. no topo.edu. para drenagem de lodo (contaminantes coagulados e floculados). www.DESCRIÇÃO DO REATOR ELETROQUÍMICO  O reator de fluxo contínuo possui um volume total de 1034 cm³ (1.883L). além de uma calha com uma inclinação de 25º.br/ . centralizadas.
com destaque para a abertura de 0. visando aplicar o fenômeno da eletrocoagulação e eletroflotação em regiões estratégicas .2 cm. www.  O reator possui três compartimentos e com fluxo descendente. contendo os eletrodos.edu.ifpe.br/ . DESCRIÇÃO DO REATOR ELETROQUÍMICO  O reator eletroquímico construído em acrílico. que interliga o primeiro ao segundo compartimento do reator.
distribuídos alternadamente entre cátodos e ânodos e separados por uma distância de 0. www.1 cm de espessura e área de 128 cm2.5 cm por espaçadores isolantes de placas de epóxido de 3.4 cm de altura.edu.br/ .9 cm de comprimento por 1.DESCRIÇÃO DO REATOR ELETROQUÍMICO  A “colmeia” é formada por quatro eletrodos (placas de alumínio) de 0.ifpe.
PLANTA DE TRATAMENTO PROPOSTA Figura 4. www.br/ .edu.ifpe. Fluxograma descritivo da planta de eletrofloculação para tratamento de efluente.
br/ .ifpe.PLANTA DE TRATAMENTO PROPOSTA  A preparação da emulsão sintética ocorreu no Tanque 1. as massas do óleo de soja.0 L de água foi inicialmente adicionado. Um volume de 5. Preparação da emulsão sintética. à temperatura ambiente.edu. www. foram pesadas e inseridas no tanque. Em seguida. Figura 5. biodiesel e glicerina e ligado o agitador mecânico.
Paralelamente.edu.0 min.br/ .ifpe. a partir do tempo zero.OPERAÇÃO DA PLANTA DE TRATAMENTO  A primeira etapa consistiu em inserir a colmeia de eletrodos no reator eletroquímico e conectá-la à fonte CC.  Também se registrou a intensidade de corrente elétrica para intervalos de 1.  A terceira etapa consistiu em ajustar a tensão elétrica na fonte CC e ligá-la. a partir do tempo inicial. até 40 min de experimento.  A segunda etapa foi estabelecer o controle do tempo espacial no reator eletroquímico. acionou-se um cronômetro digital e foram coletadas amostras no intervalo de 5. www.0 min.  A quarta etapa consistiu na filtração do efluente obtido no reator eletroquímico e quantificação do lodo gerado no processo.
AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO HIDRODINÂMICO Na Figura 6 está destacada a formação da mistura de água e corante. que caracteriza a formação da zona morta no reator eletroquímico.br/ .edu. imediatamente abaixo da tubulação de obtenção da água tratada.ifpe. www.
edu.br/ . www.RESULTADOS EXPERIMENTAIS Durante o processo de eletrofloculação um fator fundamental é a geração de bolhas de gás nas superfícies dos eletrodos (Figura 7).ifpe.
RESULTADOS EXPERIMENTAIS  Observa-se (Figura 8) a visão superior do reator de eletrofloculação.br/ .edu. onde se observa uma maior concentração de lodo e a presença de bolhas de gás superficiais. www. com destaque para a câmara onde estão situados os eletrodos.ifpe.
Sendo. com destaque para a região superior dos ânodos.br/ .edu. (a) os eletrodos imediatamente após o término do experimento. (a) (b) www. RESULTADOS EXPERIMENTAIS  As fotografias dos eletrodos de alumínio após os experimentos. onde se observam pequenas cavidades resultantes da oxidação do alumínio e.ifpe. (b) eletrodos limpos e prontos para o reuso.
após a secagem (d).93 g. www.ifpe.edu.RESULTADOS EXPERIMENTAIS Lodo obtido da emulsão sintética imediatamente após o experimento (c) e.br/ .  A massa de lodo obtida após a secagem em estufa a 105 ºC foi pesada e verificaram-se para os onze experimentos que a média calculada foi de 4.
como o lodo é formado basicamente por compostos de ésteres e alumínio. pode-se sugerir o uso da lama como combustível num forno industrial. conforme apresentação do fluxograma da Figura 9. www.ifpe.br/ .RESULTADOS EXPERIMENTAIS  Para este estudo.edu. Fluxograma descritivo para aplicação do lodo obtido na eletrofloculação.
42% e 11. como se pode ver no gráfico. sendo observado um decaimento mais acentuado para os ensaios em que o pHi parte de 9.37%. 7.5 e 8.57%.47 e 9.  Portanto. ou seja.DINÂMICA DA VARIÁVEIS DO PROCESSO PH FINAL  De acordo com a Figura 10. 9. decaem em aproximadamente.br/ . 13. após 40 min de experimento. www. o pH do efluente decresce ao logo do tempo de tratamento. apresentam pHf médio de 6. 21.93.  Já quando o pHi é 11 o decaimento da variável dependente é menor. respectivamente.0.73. quando o pHi parte de 8.5 e 11.edu.ifpe. respectivamente.
 Observa-se também que a condutividade inicial varia para cada experimento.  Entretanto.br/ .4 a 1443 µS.cm-1. utilizados durante a preparação e calibração da emulsão sintética.cm-1. fato esse que está relacionado com a qualidade da água utilizada nos experimentos e com a quantidade de NaOH. resultando numa faixa de valores entre 813. ou HCl.edu.DINÂMICA DA VARIÁVEIS DO PROCESSO CONDUTIVIDADE ELÉTRICA  A condutividade decresce ao longo do tempo de tratamento. www. a maioria dos resultados se concentram na faixa de 1050 a 1350 µS.ifpe.
L-1. pois. (2012) também observaram que a CST da água de lavagem do biodiesel. a concentração final foi maior que a inicial.50 g.L-1.  Meneses et al. sendo que para alguns ensaios. ainda apresenta-se com uma concentração maior que a exigida pela Lei.782 a 2.PROCESSO CONCENTRAÇÃO DE SÓLIDOS TOTAIS  De acordo com Gobbi (2013).edu.ifpe. em sua maioria. após o tratamento por eletrocoagulação. de acordo com os resultados encontrados nesta pesquisa. variou entre 0. o efluente se encontra fora do padrão legal exigido para descarte.761 g. www. o limite de lançamento de efluente em águas superficiais para a CST é menor ou igual a 0. a concentração final de sólidos totais no efluente pós – tratado.  Portanto. valores constantes quando comparados com os valores obtidos no tempo zero.br/ .  Com base na legislação ambiental do CONSEMA N o128 de 2006. apresentou.
05 . Esses valores são observados para o intervalo de 25 – 40 min.21 %.94.0 % de remoção. para a maioria dos experimentos.ifpe.5 .7 - 89. www.2 %. Tal desvio é decorrente da zona morta que se forma no reator. O&G e DQO variam entre 42.edu.  No intervalo compreendido entre 10 – 15 min observa-se que as curvas apresentam pontos fora da tendência de crescimento de remoção ou outliers.51. 49. verifica-se um acréscimo de aproximadamente 5.DINÂMICA DA VARIÁVEIS DO PROCESSO  Dos comportamentos apresentados nas Figuras 13.  No geral. sendo que a partir desse instante.br/ . observa-se que há um grande acréscimo das taxas de remoção para o intervalo tempo compreendido entre 0 – 15 min.3 % e de 16. até os 40 min de experimento. 14 e 15 verifica-se que as taxas de remoção de turbidez. respectivamente. que é a região dos gráficos onde as taxas atingem as maiores remoções e se mantêm praticamente constantes.
ifpe.43 – 4. Estas foram bastante influenciadas pelas condições de preparação – qualidade da água utilizada no dia do experimento e pelos níveis de concentração de NaOH e HCl utilizados na calibração do pHi do efluente. visto que foram obtidas emulsões sintéticas com diferentes condutividades. www.58 mA/cm².  A corrente varia entre 0. com a quantidade de bolhas de gás geradas na eletroflotação e com o consumo energético. está diretamente relacionada com a massa de alumínio que é liberada dos eletrodos.DINÂMICA DA VARIÁVEIS DO PROCESSO CORRENTE ELÉTRICA  A intensidade de corrente é uma das variáveis mais importantes no processo de eletrofloculação. sabendo-se que a área útil dos eletrodos é de 351. pois.15 – 1.br/ .edu.61 A. Portanto. a corrente elétrica por unidade de área varia de 0.24 cm².  A intensidade de corrente inicial diverge em todos os experimentos.
para um pH inicial próximo a 8.ifpe.23 min.edu.7467 g.L -1 para 0.5 e 11.cm -1.br/ . sendo que a maioria dos resultados se concentraram na faixa de 1050 a 1350 µS.0 e um tempo espacial em torno de 17.  A análise da dinâmica comportamental mostrou que a concentração de sólidos totais reduziu de um 1. a condutividade final variou entre 813. pelo fenômeno da eletroflotação.7 g. 9.L-1.93.43 min. www.0. com uma única câmera reacional.L-1.L-1 e. para um pH inicial em torno de 11 e um tempo espacial próximo a 29.cm -1. 7.4 a 1443 µS. para um pHf médio de 6.73. e cresceu de 1.  Através da dinâmica comportamental observou-se que o pH final reduziu- se de 8. respectivamente.CONCLUSÕES  A divisão do volume do reator eletroquímico em duas câmaras reacionais. de 1. pois a divisão evitou a contaminação do efluente tratado.0667 para 1.2467 para 1. contribuiu para uma melhoria tecnológica no processo frente à maioria dos reatores eletroquímicos propostos na literatura.55 g. para aplicação da eletrofloculação com um fluxo de entrada ascendente.48 g.47 e 9.
www. mostram a viabilidade de utilização do reator eletroquímico no tratamento do efluente resultante da purificação do biodiesel.edu.br/ . respectivamente. 89 % e 51 % para turbidez.ifpe.  A análise estatística aplicada à massa de eletrodo e ao consumo energético mostrou que a tensão elétrica foi o fator que mais influenciou essas variáveis. permitiu observar que o fator que mais influenciou o pH final. a condutividade. quando comparados aos da literatura. respectivamente.CONCLUSÕES  Os valores superiores a 94 %. encontrados para a taxa de remoção. enquanto que para as taxas de remoção de turbidez e DQO foram o tempo espacial e a tensão elétrica aplicada. O&G e DQO.  A análise estatística aplicada as variáveis que caracterizam o efluente tratado. a CST e a TROG é o pH inicial.
CONCLUSÕES  O ponto ótimo de operação do reator eletroquímico foi obtido com um pH inicial 8.3 % e uma TRDQO de 52.2 %.  Mesmo com valores iniciais elevados de concentração de O&G. no efluente.0. pois resultaram em um efluente com um pH final de 6. aproximadamente.ifpe. do CONAMA e do CONSEMA.38 g.br/ . com valores de pH inicial.8 kWh. ainda são superiores aos valores máximos fixados pelas Leis Nº430 e Nº128. um tempo espacial de 29.43 min e uma tensão elétrica de 6.L -1. uma TROG de 89. tempo espacial e tensão elétrica fixados no planejamento experimental.m-3 ou. de 7.  Os resultados obtidos para o efluente tratado mostram que as concentrações de óleos e graxas. www. em termos monetários. R$ 1.  Para o ponto considerado ótimo.94 por m³ de efluente tratado.edu. de DQO e de sólidos totais.0 Volts. 4.53. o efluente tratado quase atingiu os parâmetros legais exigidos para descarte em corpos hídricos. o custo energético previsto foi de.
 Projetar e construir um reator eletroquímico em escala de bancada.br/ .  Projetar e construir um reator eletroquímico em escala de bancada. de fluxo contínuo. quanto ao tratamento de efluente. que use eletrodos de alumínio. de fluxo contínuo.  Estudar a eficiência do processo de eletrofloculação.  Avaliar a dinâmica comportamental das variáveis respostas.  Avaliar o impacto da alta tensão alternada no processo de tratamento. avaliando a influência das variáveis independentes.  Analisar o desempenho de cada reator.ifpe.  Determinar as condições ótimas de operação do reator eletroquímico. que use eletrodos de aço inox.  Avaliar o impacto da baixa tensão alternada no processo de tratamento. www.A PLANTA DO IFPE  Foco: Tratamento de esgoto doméstico.edu.
edu. Ciência e Tecnologia do Pernambuco IFPE – Campus Garanhuns IX SEMANA DE MATEMÁTICA TRATAMENTO DE EFLUENTES LÍQUIDOS DA PRODUÇÃO DO BIODIESEL VIA ELETROFLOCULAÇÃO << A vitória se alcança com a conjugação de esforço e com o equilíbrio da mente com o corpo>> www.ifpe. Instituto Federal de Educação.br/ .