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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Extração/Purificação do composto ativo da semente da Moringa Oleifera Lam e sua utilização no tratamento de água para consumo humano
Autor(es): Grasiele Scaramal Madrona
Palavras-chave [PT]:

Água potável. Moringa Oleifera Lam. Coagulação. Floculação. Filtração com membranas. Brasil.

Brazil.

Rosângela Bergamasco [Orientador] - UEM José Euclides Stipp Paterniani - UNICAMP Miria Hespanhol Miranda Reis - UEM Maria Cristina Rizk - UNESP Miriam Carla Bonicontro Ambrosio Ugri - UEM

Resumo: Para um controle da qualidade da água é necessário o monitoramento de diversos indicadores. A preocupação com a contaminação de ambientes aquáticos aumenta, principalmente, quando a água é usada para o consumo humano. Sendo assim observa-se a grande importância no desenvolvimento de novas técnicas no tratamento para obtenção de água potável. Neste sentido, tem-se estudado a utilização de coagulantes naturais neste processo de tratamento, ao invés de coagulantes químicos, em função de vantagens, principalmente em relação à biodegradabilidade, baixa toxicidade e baixo índice de produção de lodos residuais. Dentre os diversos coagulantes naturais, destaca-se a polpa da semente do polímero natural conhecido como Moringa oleifera Lam, a qual atua como agente clarificante de águas devido à presença de uma proteína catiônica de alto peso molecular, que desestabiliza as partículas contidas na água. Ainda, há que se apontar que em decorrência da grande demanda por águas de melhor qualidade, o processo de filtração com membranas surge como uma alternativa de tecnologia eficiente. Aliado a este fato, a utilização de processos combinados como, por exemplo, a coagulação/floculação/sedimentação/filtração com membranas, tem sido objeto de estudo, tendo em vista significativa melhora na qualidade da água tratada, bem como diminuição do entupimento da membrana. Neste contexto, o presente trabalho avaliou a eficiência do coagulante natural Moringa oleifera Lam no processo de coagulação/floculação/sedimentação, seguido de filtração com membranas, para a obtenção de água potável. Realizou-se diferentes tipos de extração na obtenção do composto ativo da semente de Moringa oleifera, otimizando a etapa de coagulação/floculação/sedimentação, e posterior aplicação das condições ideais no processo de microfiltração com membranas 0,1 e 0,2 µm, para as pressões de 1 e 2 bar. Avaliou-se a filtração com membranas da água bruta, isenta de coagulantes. Por fim, foi realizado um estudo cinético no processo de coagulação/floculação, uma análise da estabilidade da semente e do extrato de Moringa oleifera em relação ao tempo de armazenamento em temperatura de refrigeração e ainda avaliação matemática dos dados experimentais encontrados no processo de filtração com membranas. Os resultados encontrados demonstram que apenas o processo de coagulação/floculação/sedimentação, sem filtração, é ineficiente para se obter água com o devido padrão de potabilidade. Revelaram que as eficiências de remoção dos parâmetros de cor, turbidez e UV- 254 nm, em geral foram melhores para a extração realizada com o sal KCl para águas de baixa cor e turbidez e para extração realizada com água e com o mesmo sal para águas de alta cor e turbidez. Os menores entupimentos aconteceram no processo combinado, utilizando-se a extração com solução salina. Por meio do estudo cinético, observou-se que os maiores tempos de meia vida foram encontrados na remoção de compostos com absorção em UV-254 nm. Analisando a estabilidade da semente em relação ao tempo de armazenamento nota-se que após um ano há uma redução no poder de coagulação. Já o extrato obtido com água possui atividade coagulante em até cinco dias de armazenamento e o extrato obtido com solução salina (KCl) apresenta-se eficiente em até cinco meses de armazenamento. Constatou-se que, em geral, o tipo de entupimento predominante é o de formação de torta. Portanto, a conclusão deste estudo é de que a associação dos processos e a aplicação da Moringa oleifera é uma alternativa viável na obtenção de água potável. Abstract: The careful monitoring of many indicators is necessary to guarantee good quality control in the process of obtaining drinking water, in particular for human consumption. The contamination of aquatic environments makes that process even more complex and important, motivating the development of innovative techniques. In that sense, the utilization of natural coagulants, in lieu of chemical coagulants, has advantages related to biodegradability properties, lower toxicity, and lower rates of residual sewage sludge. The extract of the Moringa oleífera Lam's seeds is a great option among the many natural coagulants since it contains a cationic protein with high molecular weight which destabilize the particles found in the water, allowing for its purification. Considering the high demand for quality water, the process of filtration employing membranes is also attractive because it is very efficient. Moreover, the utilization of combined processes such as coagulation/flocculation/sedimentation/filtration with membranes has been actively studied given its significant improvements in the quality of drinking water and reduction of the membrane clogging. In this context, this work aimed to evaluate the efficiency of the Moringa oleífera Lam's coagulant in the process of coagulation/flocculation/sedimentation followed by filtration with membranes in order to obtain drinking water. Different types of extraction were analyzed to get the active compound of the Moringa oleífera Lam's seeds, optimizing the step of coagulation/flocculation/sedimentation. After that, the ideal conditions found were used in the process of microfiltration utilizing 0.1 and 0.2 µm membranes with pressures of 1 and 2 bar. Filtration of raw water with membrane and no coagulant was also investigated. Finally, three analyses took place: a kinetic study in the process of coagulation/flocculation, an evaluation regarding the stability of the Moringa oleífera's seeds and extract in relation to the storage time on refrigeration temperature, and a mathematical examination of the experimental data obtained during the process of filtration with membranes. The obtained results produced show several interesting aspects as follow. The coagulation/flocculation/sedimentation process alone, without filtration, is inefficient as far as obtaining proper quality water. In general, a higher efficiency level of color, turbidity, and UV- 254 nm removal was associated with the extraction carried out using only the salt KCl in the cases of low color and turbidity water while waters containing high color and turbidity, the highest efficiency occurred with extraction utilizing water and KCl salt. The lowest rates of clogging happened in combined processes employing the extraction with saline solution. By means of the kinetic study, it was possible to observe that the longest half-lives were found when removing composites with absorption under UV-254 nm. Analyzing the seed stability in relation to the storage time, a reduction in coagulation power was noticed after one year. On the other hand, the extract got with water showed coagulating activity up to five days of storage, while the one obtained with saline (KCl) remained efficient for five month. In general, the predominant clogging type detected was the cake formation. Hence, this study concludes that the association of processes and application of the Moringa oleífera is a viable alternative for obtaining potable water.

Idioma: Português Data de Publicação: 2010 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof.ª Dr.ª Rosângela Bergamasco Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Tese (doutorado em Engenharia Química)/ UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: inez
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese01-05.pdf
Tamanho: 5316 Kb (5443723 bytes)
Criado: 30-11-2011 09:21
Atualizado: 30-11-2011 10:07
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