Águas para Laboratório e Indústria
Podemos tomar água pura? Quimicamente a resposta é não, pois, a água pura é isenta de todos os cátions e ânions, popularmente os minerais, nesta condição a água, caso for ingerida com frequência, vai provocar uma desmineralização através do processo osmótico ocasionando uma série de doenças. A água que deve ser ingerida por todos, chama-se potável e possui características que constam na Portaria n° 2.914 do Ministério da Saúde.
Quanto aos laboratórios, a água tem grande importância e utilização, como no preparo de soluções, de padrões, lavagem de vidrarias, tampões, meio de cultura, enfim são inúmeras as aplicações. Devido a sua aplicação específica para cada processo no laboratório, fatores analíticos devem ser monitorados. As águas mais presentes nos laboratórios são a destilada, deionizada e a ultrapurificada.
A destilada é obtida pelo aquecimento até a ebulição e na sequência a condensação, essa operação remove grande parte dos contaminantes, em especial cloretos e carbonatos, para isso utiliza-se os destiladores, entretanto, nessa água alguns íons continuam presentes.
A água deionizada muito utilizada nas análises de absorção atômica, ICP, cromatografia líquida, é produzida no deionizadores que possuem colunas (resinas de troca iônica) carregadas com cargas elétricas que atraem os íons presentes na água, essa água possui condutividade elétrica menor que a destilada, o que é importante para as análises nos equipamentos citados. A ultrapurificada é produzida nos ultrapurificadores que são um conjunto de equipamentos com funções individualizadas, como deionizador, ultrafiltração, osmose reversa, luz ultravioleta, entre outros que variam de acordo com o fabricante, nessa água são removidos compostos orgânicos, inorgânicos, material dissolvido e particulado.
São muitas pesquisas para redução de consumo de água em várias atividades, principalmente a industrial que é a segunda que mais consome água, um exemplo são as usinas de etanol e açúcar, para produzir um litro de etanol são consumidos 25 litros de água, que em geral são reaproveitadas no processo. Entretanto, 3 litros são denominados de flegmaça que não é reutilizada.
Em 2020 um grupo de alunos* desenvolveu uma sequencia de operações para transformar a flegmaça em água deionizada. Essa água já tratada pode ser utilizada para gerar o vapor nas caldeiras, e assim entra no ciclo para a produção de açúcar e etanol novamente, reduzindo custos para a usina e contribuindo com o meio ambiente.
Também de forma alternativa, essa água pode ser distribuída como água deionizada para laboratórios de escolas, universidades e centros de pesquisas, que já adquirem esse produto muitas vezes por falta de deionizadores.
Para a produção da água deionizada, a flegmaça foi conduzida ao laboratório, onde foram realizadas as análises físico-químicas, pH, condutividade, temperatura, cor, teor alcoólico, dureza e sílica, estes parâmetros são importantes para caracterização da amostra. Na sequência a flegmaça foi encaminhada para uma operação de filtração com carvão ativado para remoção de odores e alguns contaminantes.
E após a filtração, a água foi conduzida para um deionizador com resinas de troca iônica para obtenção da água deionizada, importante registrar que a flegmaça não saturou a resina, que após a deionização foi testada sua eficiência, em um processo industrial será necessário um deionizador compatível com o volume de produção.
Também é interessante implantar um sistema de destilação para remoção de grande quantidade de íons e contaminantes e na sequencia a deionização da flegmaça, garantindo assim, maior vida útil da resina. No caso das usinas é possível utilizar para a operação de destilação, a energia gerada pela combustão do bagaço, neste caso o ciclo produtivo fica bem evidenciado.
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*Alunos responsáveis pelo Projeto: Gerciano Teixeira da Cruz, Maria José Ulian, Rui Peruzzo, Sergio Ricardo Pinto dos Santos. Orientadores: Marcos Roberto Ruiz e Paulo Roberto da Silva Ribeiro.