1 Aguas Industriais

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Águas Industriais
Aykell Fernando da Cunha Carneiro
Processos Químicos Industriais Orgânicos
Prof.º Luiz Henrique Viana
Introdução
	A água é o único composto químico que ocorre naturalmente nos três estados físicos. Corresponde a uma substância importantíssima, responsável por vários processos, sendo, acima de tudo, a grande responsável pela manutenção da vida na Terra. 
A água é muito utilizada na indústria e pode ter várias aplicações, sendo elas: 
Matéria prima, em que a água é incorporada ao produto final, por exemplo, em indústrias de bebidas, cosméticos, entre outras; 
Uso como fluido auxiliar, na preparação de soluções e reagentes químicos ou em operações de lavagem; geração de energia; 
Fluido de aquecimento e resfriamento 
Transporte e assimilação de contaminantes, entre outros.
	A presença de materiais de diferentes características na água exige que antes do uso industrial seja feito um tratamento que visa ao atendimento das especificações adequadas a cada tipo uso. As principais propriedades que determinam a qualidade das águas são:
Turbidez, medida da quantidade de materiais em suspensão;
Cor; 
Odor; 
Alcalinidade, sendo o teor de equivalentes ao íon hidroxila presentes no meio e sua medida pode ser indicada pelo pH;
Salinidade; 
Dureza, se dá pela presença de sais alcalinos – terrosos a ela dissolvidos, principalmente o cálcio e o magnésio; 
Teor em sílica;
Gases dissolvidos;
Oxidabilidade.
	
Aplicações da água na Indústria
Matéria-prima: 
Em que a água é incorporada ao produto final, podem ser citadas como exemplo indústrias de bebidas, cosméticos, conservas, entre outras. Nestas aplicações, o grau de qualidade da água pode variar bastante, podendo-se admitir características equivalentes ou superiores às da água para o consumo humano.
Uso como fluido auxiliar: 
Para preparação de soluções químicas, reagentes químicos ou em operações de lavagem. O grau de qualidade da água utilizada, da mesma forma quando utilizada como matéria-prima depende do processo a que se destina.
Uso para geração de energia: 
A água é utilizada em estado natural, podendo 
ser utilizada a água bruta de um rio, lago ou outro sistema de acúmulo, tomando cuidado para que materiais como detritos e substâncias agressivas 
não danifiquem os dispositivos do sistema.
Uso como fluido de resfriamento e aquecimento:
 Aqui a água é aquecida, principalmente na forma de vapor, para remover o calor de misturas reativas que exijam resfriamento devido à geração de calor já que a elevação da temperatura pode comprometer o desempenho do sistema e danificar os equipamentos.
Transporte e assimilação de contaminantes: 
É o uso da água em instalações sanitárias, na lavagem de equipamentos e instalações ou ainda para a incorporação de subprodutos sólidos, líquidos ou gasosos gerados por processos industriais.
Quando a água é empregada para a limpeza de equipamentos, é exigido um elevado grau de pureza, pois alguns processos em questão não toleram a presença de outras substâncias químicas ou microrganismos. Isso é bastante comum em indústrias de química fina, farmacêutica, fotográfica, entre outras.
Vários setores industriais apresentam um considerável consumo de água, além disso geram grande quantidade de efluentes. 
O consumo de água em escala industrial, observa-se um aumento de acordo
 com o crescimento e 
desenvolvimento 
econômico do planeta,
 contribuindo em muito 
para a escassez deste 
recurso. 
Nesse sentido, pode-se observar que diferentes tipos de atividade industrial apresentam demanda hídrica e geração de efluentes com características próprias que merecem destaque:
Indústria têxtil
A indústria têxtil consome recursos hídricos em seus processos. O processo de tingimento é um dos responsáveis pelo excessivo consumo de água e o gerenciamento incorreto desta atividade causa impactos diretos na natureza. Avalia-se que a indústria têxtil consome 15% de toda a água industrial do mundo, perfazendo um total da ordem de 30 milhões de m3 ao ano.
A agua é utilizada nas:
Operações de lavagem; 
Operações de resfriamento;
Operações de tingimento;
 
11
Frigoríficos
Padrões de higiene das autoridades sanitárias em áreas críticas dos frigoríficos, resultam no uso de grande quantidade de água. Os principais usos de água são para:
 Limpeza de pisos, paredes, equipamentos e bancadas;
 Limpeza e esterilização de facas e equipamentos;
 Operações de industrialização da carne, como eventuais descongelamento 
lavagem da carne, cozimento, pasteurização, esterilização e resfriamento; 
 Transporte de subprodutos e resíduos;
Geração de vapor;
Resfriamento de compressores e condensadores
Curtumes
Etapas de curtimento:
Ribeira;
Curtimento;
Acabamento Molhado;
Acabamento.
A Ribeira é composta por operações em meio aquoso nas quais há um grande consumo de água, pois nessa fase devem ser removidos todos os materiais não formadores do couro. Para realizar esta limpeza são efetuados procedimentos com água e com auxiliares químicos e operações mecânicas.
O maior uso de Agua esta no Remolho, sub processo da Ribeira.
Remolho: é um processo de limpeza e reidratação das peles que foram desidratadas para sua conservação. Os principais objetivos do remolho são: interromper a conservação da pele e retorná-la o máximo possível ao estado de pele fresca, reidratar a pele uniformemente em toda a sua superfície e espessura, extrair as proteínas globulares, retirar os produtos químicos eventualmente adicionados durante a conservação, extrair materiais (como sangue, sujeiras e esterco) e preparar as peles adequadamente para as operações e processos seguintes.
Papel e Celulose
Matéria-prima básica da 
indústria do papel, a celulose
está presente na madeira e 
nos vegetais em geral. No 
processo de fabricação, 
primeiro a madeira é 
descascada e picada em lascas (cavacos), depois é cozida com produtos químicos, para separar a celulose da lignina e demais componentes vegetais. O líquido resultante do cozimento, chamado licor negro, é armazenado em lagoas de decantação, onde recebe tratamento antes de retornar aos corpos d'água.
Branqueamento da Celulose, um processo que envolve várias lavagens para retirar impurezas e clarear a pasta que será usada para fazer o papel.
Sistema de branqueamento
O reagente de branqueamento mais importante:
 
Transporta a massa
Dissolve os reagentes
Reage
Dissolve os resíduos
Lava a celulose
Aquece como vapor
Água
As pesquisas na reutilização de água são importantes para um menor consumo de água na produção, sendo um fator importante para a proteção do meio ambiente
Açúcar e Álcool
O uso específico de água é maior na produção do açúcar (30m3/t.cana), caso de uma usina que só produza açúcar (o que atualmente é muito raro). 
Já destilaria autônoma de produção de álcool tem a menor necessidade relativa de água para o seu processo industrial, cerca de 15 m3/tonelada de cana processada.
Usinas com destilaria anexa usa cerca de 21 m3/t.cana, tipo de unidades que representam a maioria do parque industrial, com a produção de cerca de 50% de cana para açúcar e 50% para a produção do álcool.
Tipo de unidade industrial
Uso (m3/t.cana)
peso
Usina 100% açúcar
30
143%
Usina c/ destilaria anexa (50% açúcar e 50% álcool)
21
100%
Destilaria autônoma de álcool (100%álcool)
15
72%
23
Indústria de Conservas
Na indústria de conserva a água na manipulação dos alimentos apenas pode ser utilizada a água potável, com exceção da água a ser utilizada para produção de vapor, sistema de refrigeração, controle de incêndio e outros fins não relacionados com alimentos desde que aprovados pelo órgão competente.
As etapas para a fabricação de conservas que utilizam água são lavagens de matérias primas, limpeza dos equipamentos, vapor para a esterilização e cozimento.
Cervejarias
A cerveja é fabricada a partir do 
mosto resultante do cozimento 
do malte e do lúpulo. Como
indústria de bebida, consome 
grande quantidade de água. 
Da mesma maneira, grande 
quantidade de água é liberada, 
seja por lavagens de equipamentos, 
por centrífugas ou por separação das leveduras.
Em média, uma indústria cervejeira ocupa 10L de água, para cada litro de cerveja produzido.
A indústria cervejeira divide a água usada no processo em Água Cervejeira (nobre ou de fabricação) e 
Água de Serviço.
Água Cervejeira: É a água incorporada ao produto e utilizada para condicionamento do malte, moagem, carga e descarga de produtos em elaboração. Em geral, usa-se água com pH entre 6,0 e 6,5 e diversos requisitos de qualidade físico-químicos, quando para incorporação ao produto. 
Isso resultará na formulação de cerveja com um teor de água de 85% proveniente do preparo do mosto.
Água de Serviço : Trata-se da água usada em lugares e equipamentos onde não há contato com o produto, por exemplo: lavagem de vasilhames, pisos e equipamentos e resfriamento. Em diversas ocasiões é permitido o reuso desta água desde que, para garantia da qualidade do produto, bem como para atendimento de legislação específica.
Dependendo da origem da água, todas ou apenas algumas das seguintes operações são efetuadas na cervejaria:
Aeração - oxidação: para remover odores;
Clarificação: adição de produtos químicos para a aglomeração ou coagulação de material em suspensão, que será decantado ou filtrado;
Filtração: remoção de sólidos em suspensão, filtrando-se sobre a areia;
Cloração: para eliminação de microorganismos;
Desmineralização: para a remoção de sais em águas que contenham alto teor de sais dissolvidos.
Tratamento de Águas
Existem dois conjuntos de técnicas para o tratamento das águas para o uso
industrial, sendo: 
Das técnicas convencionais;
Das técnicas específicas.
Menor quantidade possível de sais e óxidos dissolvidos 
Ausência de oxigênio e outros gases dissolvidos 
Isenta de materiais em suspensão 
Ausência de materiais orgânicos 
Temperatura elevada 
pH adequado (faixa alcalina)
Tratamento de Águas
Técnicas Convencionais:
As técnicas convencionais promovem a adequação das características físicas,
químicas e biológicas da água a padrões estéticos, econômicos e de higiene.
Técnicas Específicas:
As técnicas específicas permitem adequar a água a usos industriais mais selecionados, como processos de Abrandamento pela rota térmica, de Precipitação Química com condicionamento de fosfatos e de troca iônica; de Degaseificação; e de Remoção de Sílica gel.
Abrandamento da água
Consiste na remoção de cátions bivalentes de cálcio e magnésio. Esse processo pode ser realizado por meio de três rotas : 
Meio Térmico – Correção da dureza temporária da água. Esse processo consiste no aquecimento da água até a ebulição, quando os bicarbonatos de cálcio e magnésio se decompões na forma de carbonatos, gás carbônico e água.
Precipitação química – Uso de reagentes contendo âniosn, os quais , em contato com a água , formam carbonatos insolúveis. Os produtos mais comumente empregados na correção de dureza por precipitação química são cal e a barrilha.
Troca iônica – Compreende a substituição de íons móveis presentes em um sólido com estrutura aberta em forma de rede, por aqueles presentes na água. O mais difundido é aquele que promove a substituição de cátions bivalentes de cálcio e magnésio solubilizados na fase líquida por sólidos disponível na resina.
Degaseificação
Este método trata de remover gases como Oxigênio, o gás carbônico e o sulfeto de Hidrogênio dissolvidos na agua. Pois esses compostos presentes na agua atuam favorecendo a corrosão de equipamentos onde a água é empregada.
Remoção por métodos Físicos, aquecimento ou Pulverização da água; ou métodos Químicos, usos de agentes quimicos de mesma natureza da impureza, no caso de oxigenio usa-se Sulfito de Sódio e Hidrazina.
Remoção Sílica Solúvel
A Sílica é removida atraves de reações químicas.
Utiliza-se Óxido de magnésio, com o qual a sílica se combina para formar silicatos insoluveis, que são removidos após a preciptação.
Referências Bibliográficas
FRACACIO, N.; USO DA ÁGUA EM ATIVIDADES INDUSTRIAIS; Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas – São José do Rio Preto.
ANDRADE, A. A. de; REDUÇÃO DO CONSUMO DE ÁGUA NA ETAPA DE BRANQUEAMENTO DE CELULOSE VIA REUTILIZAÇÃO DE EFRLUETES INDUSTRIAIS; Campinas, SP- 2006.
NETO, A. E.; ÁGUA NA INDÚSTRIA DA CANA-DE-ACÚCAR; CTC – Centro de Tecnologia Canavieira; São Paulo, SP, 16 de abril de 2008
MIERZWA, J. C. & HESPANHOL I. Água na indústria: uso racional e reúso. São Paulo: Oficina de Textos. 2005. 143 p.
VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental; Universidade Federal de Minas Gerais, 1996
BUCKMAN: INTRODUÇÃO AO TRATAMENTO DE ÁGUAS INDUSTRIAIS. Por Luis W. B. Pace. Campinas. Buckman Laboratórios Ltda. 1997