Equipamento de eletrodiálise

Tipos de Equipamentos de Eletrodiálise

A eletrodiálise (ED) é um processo de dessalinização que utiliza corrente elétrica para remover íons de soluções aquosas. De acordo com as características funcionais, os equipamentos de eletrodiálise podem ser divididos em dois tipos: equipamentos de reversão de eletrodiálise e pilha de eletrodiálise para soluções salinas concentradas.

• EDRC: A reversão de eletrodiálise é um método específico para dessalinizar água salobra e água do mar utilizando eletrodiálise para reverter periodicamente a direção da transferência de íons através das membranas de troca iônica. O EDRC é um aparelho comercial comum para preparar água doce a partir de água salobra/do mar. A mudança regular da direção do transporte iônico resulta em incrustação uniforme da membrana e fluxo estável. A corrente de reversão também aumenta a estanqueidade do sistema eliminando regiões de polarização ao redor dos eletrodos. Isso torna os dispositivos mais eficientes, especialmente em operação com altas concentrações de sal. Além disso, aumenta os intervalos de tempo entre as limpezas da membrana e a necessidade de manutenção do dispositivo, reduzindo assim o custo operacional total do EDRC.
• EDRCS: O aparelho de eletrodiálise para soluções salinas concentradas, ou EDRCS, é empregado para a dessalinização de soluções salinas, recuperação de ácido/base e concentração. Setores industriais como processamento de alimentos, metalurgia e produção química empregam frequentemente este tipo de dispositivo de eletrodiálise. O EDRCS opera passando uma corrente elétrica por uma solução contendo sais dissolvidos, que são íons que carregam carga elétrica. Íons positivos, geralmente incluindo sódio e cálcio, migram para o eletrodo negativo (cátodo), enquanto íons negativos, incluindo cloreto e carbonato, migram para o eletrodo positivo (ânodo).

Especificações e manutenção de equipamentos de eletrodiálise

Entender as especificações de um sistema de eletrodiálise pode ajudar os compradores comerciais a tomar decisões de compra informadas. Além disso, conhecer os requisitos de manutenção pode garantir que o equipamento permaneça em boas condições por mais tempo.

Algumas especificações importantes a serem consideradas ao comprar unidades de eletrodiálise incluem a configuração, a vazão, a tensão, os materiais da membrana, a tolerância à temperatura, a classificação de pressão, a composição da célula, o sistema de controle e as dimensões.

Para um desempenho otimizado, é crucial manter sempre o equipamento de forma adequada. Aqui estão algumas dicas de manutenção da eletrodiálise:

• Inspeções regulares: Verifique os componentes do equipamento em busca de sinais óbvios de danos ou desgaste, como vazamentos, membranas soltas ou danificadas e fios elétricos desfiados. Danos na membrana podem afetar o fluxo de íons, levando a uma separação ou concentração abaixo do padrão. Realizar inspeções de rotina pode ajudar a detectar problemas precocemente e evitar danos maiores.
• Limpeza: O processo de limpeza variará dependendo do aparelho de eletrodiálise e do tipo de sujeira presente. Algumas soluções de limpeza básicas incluem ácido clorídrico diluído para acúmulo de incrustações e hipoclorito de sódio para contaminantes orgânicos. O processo de limpeza geralmente consiste em pré-limpeza para remover detritos, circular a solução de limpeza por cerca de 30 minutos a 2 horas e depois enxaguar bem com água destilada. É importante seguir as instruções do fabricante se houver procedimentos de limpeza específicos para o equipamento em questão.
• Manutenção preventiva: Verificações de serviço regulares podem ajudar a garantir que o aparelho permaneça operacional. Durante essas verificações de serviço, um profissional pode inspecionar adequadamente o equipamento e substituir os componentes danificados que o uso contínuo provavelmente desgastou.
• Condições operacionais ótimas: Cada tipo de equipamento possui um conjunto de condições operacionais que ajudam a garantir seu bom funcionamento. Usar a configuração adequada para o dispositivo pode mantê-lo funcionando suavemente e por muito tempo. Por exemplo, a tolerância à temperatura e à pressão de uma unidade de eletrodiálise ajuda a evitar danos que podem resultar de ultrapassar esses limites.

Cenários

A crescente demanda por recursos sustentáveis e processos industriais eficientes tem levado muitas indústrias a reconhecer os potenciais usos de equipamentos de eletrodiálise.

• Dessalinização: A eletrodiálise tem se mostrado uma substituição viável para a osmose reversa na dessalinização de água do mar. Vários estudos indicam que a eletrodiálise não só é capaz de dessalinizar água salobra e água do mar, mas também é um método economicamente viável para a dessalinização. Além disso, a eletrodiálise é capaz de dessalinizar água do mar a taxas significativamente mais rápidas em comparação com outros métodos.
• Indústria de alimentos: A indústria de alimentos emprega vários sistemas de eletrodiálise para diferentes propósitos. Uma aplicação significativa é a dessalinização de produtos alimentares para melhorar sua qualidade e aumentar sua vida útil. Além disso, os equipamentos de eletrodiálise implicam a dessalinização de produtos alimentares como queijo e molho de soja, bem como a concentração e purificação de compostos orgânicos, como ácido cítrico, ácido láctico, vinagre, etc.
• Tratamento de água: A eletrodiálise é comumente empregada no tratamento de águas residuais salinas, levando à produção de água doce. A técnica também é eficaz na separação de íons inorgânicos, como amônio, fosfatos, sulfatos, sódio, potássio, cálcio e magnésio, bem como metais pesados. A remoção desses íons aumenta a qualidade da água e a torna adequada para uso posterior.
• Biotecnologia: Os equipamentos de eletrodiálise se mostram valiosos na bioquímica da fabricação de medicamentos. Isso inclui procedimentos para separação e purificação de aminoácidos, antibióticos, ácidos orgânicos, peptídeos e outras biomoléculas. A eletrodiálise é uma técnica preferida devido à sua eficiência na separação e purificação de produtos biológicos valiosos. Os equipamentos de eletrodiálise também desempenham um papel crucial na concentração de biomoléculas, como enzimas e proteínas. Essas biomoléculas têm grande importância em várias indústrias biofarmacêuticas, nas quais são utilizadas para desenvolvimento de medicamentos, aplicações terapêuticas e outros fins médicos.

Como escolher equipamentos de eletrodiálise

Ao selecionar um sistema industrial de equipamentos de eletrodiálise, é vital considerar vários fatores para garantir que o sistema escolhido atenderá aos requisitos específicos. Comparar esses recursos de candidatos em potencial ajuda a lembrar que essa escolha pode ter implicações econômicas significativas para os custos operacionais e a qualidade do produto.

• Qualidade e composição da água de alimentação: A qualidade e a composição do suprimento de entrada são parâmetros essenciais a serem considerados. É fundamental que haja uma correspondência entre o que se sabe sobre as propriedades da alimentação e as membranas de troca iônica utilizadas nos equipamentos ED.
• Necessidades de separação: A separação particular desejada - um cátion, ânion ou combinação específicos, e o(s) nível(is) de pureza necessários - devem influenciar a seleção do equipamento. Isso inclui determinar quais íons devem ser extraídos da solução de alimentação e o nível de pureza desejado do produto resultante.
• Capacidade e taxas de recuperação: A capacidade de processamento (vazões) de um sistema ED proposto deve coincidir com as necessárias. Além disso, a eficiência de recuperação - quanto da solução tratada valerá a pena quantificar - também deve corresponder às necessidades econômicas.
• Durabilidade da membrana e resistência à incrustação: Como danos na membrana podem levar a reparos dispendiosos, mau funcionamento ou ineficiência de recuperação de resíduos, é essencial considerar se as membranas propostas são duráveis o suficiente para essa aplicação e resistentes à incrustação (o acúmulo de material indesejado em suas superfícies). Os requisitos de limpeza e manutenção para qualquer candidato em potencial também devem ser levados em consideração.
• Consumo de energia: Como a eletrodiálise funciona aplicando correntes elétricas, a quantidade utilizada, que geralmente é referida como consumo de energia, é um aspecto essencial dos custos operacionais relacionados a essa técnica. A utilização de energia insignificante leva a situações economicamente vantajosas, onde as economias de custos por meio do baixo uso de eletricidade compensam parte ou todo o custo de usar tal técnica.
• Tamanho e pegada do equipamento: As dimensões de um sistema ED proposto precisam se encaixar nas restrições espaciais impostas pelo ambiente físico, portanto, o tamanho do equipamento deve ser compatível com a disponibilidade de área (onde será instalado, o que mais está por perto). Consideração também deve ser dada a aspectos práticos como a simplicidade de instalação e acessibilidade para manutenção ou limpeza durante os procedimentos operacionais de rotina, levando, portanto, geralmente a projetos modulares que facilitam essas atividades.
• Sistemas de automação e controle: O grau de operação automática (monitoramento) necessário varia de caso para caso, mas os sistemas que oferecem controle remoto por meio de sistemas computadorizados são supostos ser usados para realizar operações complexas, otimizá-las e garantir o diagnóstico e a identificação de falhas de forma eficiente e fácil, rápida, economizando assim tempo e energia automaticamente. Suponha que os sistemas propostos tenham recursos de controle desenvolvidos. Nesse caso, pode-se esperar que eles sejam mais caros do que aqueles em que a configuração manual é possível, e vice-versa, então deve-se saber o que é necessário aqui de acordo com o nível de conhecimento envolvido com as pessoas que operam esse dispositivo no nível atual de know-how de sua parte durante o tempo decorrido desde a última vez que qualquer habilidade dentro dessa área foi adquirida até o momento atual.

Equipamentos de eletrodiálise Q&A

Q1: Quais soluções podem ser tratadas usando equipamentos de eletrodiálise?

A1: A eletrodiálise pode tratar vários tipos de soluções, incluindo água do mar, água salobra, soluções salinas e águas residuais contendo contaminantes iônicos dissolvidos.

Q2: Quais são as tendências no mercado de dispositivos de eletrodiálise?

A2: O mercado de dispositivos de eletrodiálise é um segmento de nicho do mercado global de tratamento de água. No entanto, espera-se que cresça significativamente à medida que a demanda por água potável aumenta e são impostas regulamentações rigorosas em relação à qualidade da água. Reciclagem de águas residuais industriais e eletrodiálise para recuperação valiosa: Indústrias, particularmente setores de alimentos e bebidas, químico e de mineração, estão explorando a eletrodiálise não apenas para dessalinização, mas também para recuperação valiosa. A eletrodiálise pode extrair íons valiosos, como nutrientes nas águas residuais, para criar um fluxo concentrado que pode ser reutilizado nos processos, reduzindo os custos gerais de materiais. Além disso, a reciclagem de águas residuais por meio da eletrodiálise pode ajudar as indústrias a atender às práticas sustentáveis e reduzir o impacto ambiental.

Q3: Quais são as perspectivas futuras dos equipamentos de eletrodiálise?

A3: Avanços tecnológicos. Os equipamentos de eletrodiálise provavelmente se beneficiarão dos avanços tecnológicos, levando a uma eficiência, durabilidade e automação aprimoradas. Sistemas mais inteligentes e integrados provavelmente serão desenvolvidos, permitindo monitoramento remoto, controle e otimização do processo de eletrodiálise. Miniaturização e soluções portáteis. A demanda por equipamentos de eletrodiálise portáteis e miniaturizados provavelmente aumentará em várias aplicações, como estudos de campo, tratamento de água no local e sistemas de dessalinização de emergência. Dispositivos portáteis podem fornecer soluções flexíveis e descentralizadas para o tratamento de água em áreas remotas ou afetadas por desastres.