Bancor
Ambiental |
BIOCENIO
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Eletrodiálise
Reversa para Vinhaças de Destilarias de
Álcool.
Processo
& Desenvolvimento
EDR-V® |
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Piloto 5.000 l/h para vinhaças |
Processamento
de Vinhaças de Destilarias de Álcool
O Tratamento
de Vinhaças de Destilarias de Álcool pelo Processo EDR-V®, proporciona a separação e isolamento dos sais das vinhaças
ou vinhotos, de remoção de nitritos, nitratos, substâncias orgânicas,
gerados no processamento da destilação do álcool etílico produzido a partir
de caldo direto, melaço ou mel final.
No
Brasil, equipamentos e engenharia de aplicação, são projetados com o emprego da tecnologia largamente empregada para tratamentos de efluentes industriais
e dessalinização de águas do mar. |
Descrição
do Processo de Eletrodiálise Reversa
É
a aplicação do processo eletrolítico de transformação de estrutura molecular,
processada no aparelho de Eletrodiálise Reversa, composto de diversos
compartimentos dispostos alternadamente, formado por membranas seletivas
catiônicas e aniônicas locadas dentro de cilindros entre os eletrodos,
potencializados por corrente contínua em cátodo e ânodo, respectivamente.
As
membranas catiônicas foram desenvolvidas especialmente para trabalho
nas condições físico-químicas do meio 'Vinhaça',
apresentando as condições ideais técnicas possíveis
para perfeito desempenho industrial.
Como fator de sucesso para a aplicação da Eletrodiálise, há o desenvolvimento de tecnologias para biodigestão e desulfurização das Vinhaça, realizados nos últimos 20 anos no Brasil e em paises de grande
projeção científica em fermentação
de efluentes, pela empresa PAQUES Brasil Sistemas para Tratamento de Efluentes Ltda. de origem holandesa.
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Esquema Técnico e
Configuração esquemática da troca de íons |
Fonte AEDyR- : AEspanha
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Fonte: AEDyR- Espanha
Fonte: AEDyR- Espanha |
Descrição
do Processo EDR-V (VINHAÇAS)
A
Eletrodiálise Reversa é um processo de separação eletroquímico, formado por membranas seletivas catiônicas e aniônicas locadas
dentro de cilindros entre os eletrodos, potencializados por corrente
contínua em cátodo e ânodo, respectivamente.
É
composta de diversos compartimentos dispostos alternadamente, pelos quais os sais minerais outros
espécies iônicas são transportados através de membranas iônicas,
de uma solução a outra, sob a forma de separação dos cátions e
dos ânions atraídos pelos eletrodos: catódico e anódico.
A
Eletrodiálise é Reversa, pela mudança periódica da polaridade
dos eletrodos, de 1 a 4 vezes por hora, gerando uma autolimpeza contínua.
As
propriedades principais das membranas EDR-V® para a Eletrodiálise são:
-
Resistência a mudanças de pH,
entre 1 a 11;
-
Utilizadas e eficientes a temperaturas
superiores a 40ºC;
-
Baixa resistência elétrica;
-
Estáveis em presença de Cloro;
-
Insolúvel em soluções aquosas;
-
Impermeável à água, mesmo sob
pressão;
-
Resistente à passagem osmótica,
quando se coloca entre duas soluções salinas, sendo uma de 220
ppm e outra de 30.000ppm;
-
Semi-rígidas, facilitando o
manejo durante a montagem da pilha;
-
Resistentes à sujeira e incustações;
-
Vida útil elevada;
Aplicação
da EDR, em relação à tecnologia da
Osmose Inversa
Esta
tecnologia apresenta vantagens técnicas e econômicas para
emprego na Vinhaça sobre outras, como a
Osmose Inversa, também
largamente empregada em projetos de dessalinização de água
do mar.
A
diferença básica na aplicação para a Vinhaça
de ambos os processos de membranas, é que na
Eletrodiálise, os íons são transferidos através de membranas
semi-permeáveis, como conseqüência da aplicação de voltagem
de uma corrente contínua, enquanto que no Processo de Osmose Inversa, é um processo de filtragem, quando a
água de alimentação se concentra em sais ao passar pelo
sistema, sendo o produto resultante, o concentrado resultado
da hiper filtração.
Para
o Processo de Osmose Inversa, o pré-tratamento
do líquido para eliminação de sólidos em suspensão e outras
incidências, como Matéria Orgânica, é altamente requerido.
|
O
comparativo entre as bondades de ambos os sistemas podem se resumir
como demonstrado abaixo:
Osmose
Inversa - O.I. |
Eletrodiálise
Reversa - EDR |
A
água atravessa a membrana e o fluxo principal que sai da
membrana é de salmoura |
Na EDR,
são os sais que atravessam as membranas, na forma de íons,
entregando como produto, a água dessalinizada |
A O.I. aglomera nos sais, outras partículas presentes na solução |
Na EDR somente se elimina partículas carregadas eletricamente, particularizadas
nos íons dissociados. |
No
processo da O.I. a salmoura não pode ser recirculada |
Na EDR sim, aumentando o teor de concentração de sais. |
No
processo da O.I. um aumento da temperatura peora
a apuração dos sais. |
No
sistema EDR,
o aumento da temperatura melhora o processo. |
Em O.I. o fluxo de saída do produto poderá ser variável, em função
de incrustações, sujeiras e a idade das membranas |
Na EDR,
esta fluxo de saída é fixo. |
À
medida que se colocam mais etapas de membranas em série,
a qualidade do produto geral piora em O.I..,
e melhora em EDR. |
À
medida que se colocam mais etapas de membranas em série,
o fluxo do produto geral aumenta em O.I.,
sendo que em EDR permanece fixo. |
Na O.I..
a água de alimentação tem que estar isenta de oxidantes,
como o Cloro, sendo que na EDR se admitie o emprego de Cloro
continuamente com níveis de Cl
¯ de 0,3ppm e choques de limpeza em casos de
contaminação orgânica, de muitas dezenas
de Cl
¯ |
A
água de alimentação de O.I. deve ter SDI15 (índice de obstrução)
de 3 a 5, enquanto que no EDR,
pode se trabalhar com águas muito mais sujas, com SDI muito
alterado. |
A
recuperação do O.I..
é sempre menor que de EDR. |
As
membranas de O.I. não se podem desmontá-las, sendo que é permitido em EDR. |
A
vida das membranas de EDR são superiores à de O.I. |
Fonte: AEDyR- Espanha |
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Exemplo de Capacidades
e Consumos do Processo Industrial EDR |
Produtividade em
m³/hora |
Consumo de Energia
kw/h |
Água Salinidade de até 4g/L
m² |
Água Salinidade de .4 a 8 g/L
m² |
1 |
0,9
kW a 1,3 kW por kg de sal removido. |
3,0 |
8,0 |
5 |
9,0 |
35,0 |
20 |
32,0 |
- |
40 |
60,0 |
- |
80 |
92,0 |
- |
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Tratamento de Vinhaças
de Destilarias de Álcool.
O que é a Vinhaça ? |
Após o processamento
do caldo de cana para a obtenção de açúcar, sobra o resíduo espesso
denominado “mel final”, rico em sais e açucares não cristalizáveis,
que são diluídos com água à uma concentração de 20 Brix e enviados às dornas de fermentação da destilaria.
Algumas características são corrigidas, como: pH, nutrientes, passando-se
à inoculação por leveduras fermentecíveis,
que processarão aqueles açúcares remanescentes, tornando-os substância
alcoólica e outros subprodutos. Após o período necessário para apuração da dorna, ou seja: sua completa
fermentação, o líquido da dorna é descarregado a centrífugas separadoras
do leite de levedura, recuperando-o para o próximo processamento análogo,
sendo o efluente chamado então de “Vinho”, enviado às colunas de destilação
para o processamento de obtenção de álcool, mediante a adição de vapor
à temperatura correta, seja ele:
Anidro ou hidratado, dependendo da tecnologia disposta em equipamentos
e processos.
Como resultado, obtêm-se dois produtos principais quantitativamente:
|
Nas condições tradicionais
de descarte por parte das usinas, este efluente tem sido aspergido nos
solos agrícolas em processo de fertirrigação, no entanto sem dosagens
corretas de disposição do líquido, com as justificativas de que:
- é altamente poluente e não deve ser disposto em rios,
lagos, lagoas de retenção nuas, etc.,
- possui sais essenciais para fertilização do solo agrícola.
- Esta
prática tem provocado a contaminação de rios, lagos, lençol freático, aquíferos, solos e subsolos, poluição atmosférica
com exalação de odores fétidos no campo, nas comunidades rurais e
urbanas, emissão de gases e decomposição da matéria orgânica nela
contida, além de provocar a acidez do solo agrícola, modificação da
Biota, disposição excessiva de K2O, provocando modificação na consistência de solos pela argilização, assim como provocando atrofia de crescimento
nas plantas.
Tudo
isto não vinha sendo cumprido, devido às dificuldades de se dispor de
uma tecnologia que adequasse processamento deste efluente, a custos e
resultados assimiláveis, pelas indústrias açucareira e alcooleira,
tão tradicional e com mal hábitos ecológicos tão antigos e arraigados.
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Composição Provável da Vinhaça de Destilarias de Álcool |
Sólidos Totais |
mg/l |
21,000-85,000 |
Sólidos Solúveis |
mg/l |
4,000-31,000 |
Sólidos Não-solúveis |
mg/l |
3,000-13,000 |
Sólidos Decantados |
ml/l |
15,0-30,0 |
Oxigênio Dissolvido |
mg/l |
Zero |
D.B.O.5 (20ºC) |
mg/l |
13.000-26.000 |
D.Q.O. |
mg/l |
15.000-27.000 |
Temperatura |
ºC |
35 ~ 75 |
Umidade |
% |
89-96 |
Matéria Orgânica nos Sólidos |
% |
70 |
Nitrogênio Total |
mg/l |
550-600 |
Fósforo - P2O5 |
mg/l |
17-32 |
Potássio - K2O |
mg/l |
1.400-3.300 |
Magnésio - MgO |
mg/l |
200-580 |
Cálcio - CaO |
mg/l |
500-1.330 |
Sulfato - SO4 |
mg/l |
15 |
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Demonstrativo do Perfil do Projeto EDR-V® aplicado nas
Destilarias de Álcool |
Vantagens |
Implantação |
Equipamento
e processo EDR-V®
, não requerem modificações no balanço energético da usina,
utilizando tão somente, energia de corrente retificada CC |
Não há mudanças na Usina
|
Equipamentos
poderão ser montados em conteneres ou
fixados em suas bases, com a interligação simplificada por acoplamento
estandar. |
Área
requerida para montagem “in or out-door”
de poucos metros quadrados. |
Por
serem modulares, permitem a ampliação de sistema EDR-V® na usina, de acordo às conveniências técnicas e econômicas do
projeto |
Permite
flexibilizar processamento, de 10% a 100% de vinhaças a serem
tratadas. |
Implantação
do Processo EDR-V® não exige substituição de equipamentos de processo, motriz ou
outro já existente, independente de tecnologia ou idade. |
Todos
os equipamentos e lay-out existentes,
são mantidos. |
A
implantação do Processo EDR-V® não exige operação especializada, sendo que seus controles de
alimentação e operacionais, são controlados automaticamente. |
Não
requer mudanças nos procedimentos técnicos e administrativos da
Usina. |
A
certificação do equipamento para fins de L.I. / L.O. pela Secretaria
do Meio Ambiente e outros organismos controladores é facilitada
pela tecnologia empregada |
Eficiência
do processo, demonstrada por tecnologia e equipamentos em funcionamento
em todo o mundo. |
Receitas |
Economia |
Diminuição
da captação de água de processo, pelo retorno do líquido da EDR-V® |
Lei 12.183
–SP de uso das águas e preservação de recursos hídricos,
ecologicamente atendidos pelo Processo EDR-V® |
Diminuição
das despesas com combustível fóssil e de energia, na captação
de águas de poços,rios ou lagos e no bombeamento racionalizado
na fertirrigação. |
Combustíveis
empregados para caminhões, moto-bombas
de campo, etc., consumindo diesel, fuel-oil,
gasolina. |
Diminuição
acentuada das despesas com a correção física de solo agrícola,
pela compactação pela disposição de vinhaça |
Diminuição
e eliminação de erosões em solo agrícola, estradas vicinais, com
a super disposição de vinhaças. |
Diminuição
da correção química do solo agrícola pela incidência de excesso
na adição de componentes da vinhaça |
Correções
pH, balanceamento de minerais em excesso, devido às disposições
abundantes da vinhaça. |
Diminuição
das despesas de manutenção de veículos de transporte de vinhaças
e manutenção das vias, e com a tubulação de descarte de vinhaças. |
Caminhões-tanque,
tratores, equipamentos auxiliares empregados em terrenos erudidos. |
Despesas
e investimentos em manutenção de equipes de campo, em instauração,
verificação e fiscalização de débitos ambientais |
Atendimento
às exigências dos organismos ambientais CONAMA, CETESB,
SMA, outas. |
Comercialização |
Receitas
com a venda de sais obtidos no processo EDR-V, como matéria prima
para indústrias: Químicas, Ração Animal, Fertilizantes. |
Sais
de grande valor econômico no mercado, que por sua abundância obtida
pela EDR-V, instaurará nova atividade. |
Investimentos já Realizados |
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Tecnologia
industrializada no Brasil, protegida por Patentes internacionais.. |
Bancor-BIOWATT |
Processo EDR-V® para aplicação desta tecnologia para vinhaças, protegido por Patentes
internacionais. |
Objetivos Empresariais
das Usinas |
Ambiental |
Atendimento
às exigências legais sobre o Meio Ambiente, na preservação de
águas, lençol freático, aqüíferos, solo agricultável, fauna e
flora, odores e outras contaminações ambientais, modificação da
Biota por ação dos despejos industriais indiscriminados, como
é o caso da vinhaça. |
Político |
Enquadramento
da Usina nos preceitos internacionais de Mecanismos de Desenvolvimento
Limpo-MDL, o que se torna rapidamente, fator de conquista
ou repúdio do mercado internacional, cada vez mais restritivo
e competitivo. |
Empresarial |
Enquadramento
da empresa na excelência da tecnologia atual mais moderna, em
atendimento às melhorias de custos ambientais, compatíveis com
os custos industriais, em perfeita consonância com seu mercado. |
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