Desenvolvimento experimental de um equipamento manutenção e conservação da água de processamento de maçãs

Derimar Wegener; Marcelo Henkemeier; Vanessa Maria Carpes

doi:10.22481/exon.v10i2.20487

Autores

Derimar Wegener Universidade de Passo Fundo
Marcelo Henkemeier Universidade de Passo Fundo
Vanessa Maria Carpes Universidade de Passo Fundo

DOI:

https://doi.org/10.22481/exon.v10i2.20487

Palavras-chave:

Tratamento eletrolítico, Reúso de água, Sustentabilidade hídrica, Projeto conceitual

Resumo

As indústrias da cadeia produtiva da maçã (packing house) utilizam grandes volumes de água no transporte para os processos de seleção e classificação. Essa água apresenta, em pouco tempo, degradação de sua qualidade, apresentando cor e turbidez alteradas pela presença de matéria orgânica solúvel e sendo um meio de contaminação por fungos. Os sistemas de filtração com areia e carvão ativado adotados para o tratamento desse fluido têm sido ineficientes, pois recomendam a remoção de material em suspensão e não coloidal. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo estender o ciclo de vida da água na indústria de processamento de maçãs através da elaboração de um projeto experimental aplicando os princípios de eletrólise seguidos de um processo de filtração, tomando como base os estudos de condicionamento em laboratório. O sistema construído trabalhou de forma contínua a uma vazão de 250 l / h. Foram avaliadas cor, turbidez, demanda química de oxigênio (DQO), sólidos sedimentáveis, pH e condutividade elétrica. Houve uma eficiência de 70% na remoção de cor, 96,4% na remoção de turbidez, 100% na remoção de sólidos sedimentáveis, redução de 59,5% na demanda química de oxigênio.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

ANTONIOLLI, L. R. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária: Embrapa Uva e Vinho. Circular Técnica 94: Ocorrência de dano mecânico por impacto nas operações de colheita e pós-colheita de maçãs. Bento Gonçalves – RS, versão eletrônica ISSN 1808-6810, 2012.

APHA. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 22 ed. Washington: IWWA, 2012.

BACK, N. 2008. Metodologia de projetos de produtos industriais. Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 389 p.

BALTAR, A. A. S. Tratamento físico-químico para água residuária da classificação de maçãs. 2015. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Ambiental), Faculdade de Engenharia e Arquitetura (FEAR), Universidade de Passo Fundo (UPF), Passo Fundo – RS, 2015.

BAGGA, A.; CHELLAM, S.; CLIFFORD, D. A. Evaluation of iron chemical coagulation and electrocoagulation pretreatment for surface water microfiltration. Journal of Membrane Science, v. 309, p. 82-93, 2008.

BASSO, D. E. Avaliação do controle de fungos no sistema de tratamento de água do processamento de maçãs. 2015. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Ambiental), Faculdade de Engenharia e Arquitetura (FEAR), Universidade de Passo Fundo (UPF), Passo Fundo – RS, 2015.

BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e do Abastecimento (MAPA). Departamento de Inspeção de Produtos de Origem Animal – DIPOA. Portaria no. 368 de 04 de setembro de 1997. Regulamento técnico sobre as condições higiênico - sanitárias e de boas práticas de elaboração para estabelecimentos elaboradores/industrializadores de alimentos. Brasília – DF, 1997. Disponível em: http://www.diariodasleis.com.br/busca/exibelink.php?numlink=1-7729-1997-09-04-368. Acesso em: 15 de setembro de 2019.

CAN, O. T. COD Removal from fruit-juice production wastewater by electrooxidation electrocoagulation and electro-Fenton processes. Desalination and Water Treatment, v. 52, p. 65-73, 2014.

CARPES, Vanessa Carpes. Sistema híbrido de eletrólise e microfiltração para o tratamento de água de processamento de maçãs. 2017. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos), Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo 2017.

CHEN, G. Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation and Purification Technology, v. 38, p. 11-41, 2004.

CHENG, M.L.; HO, H.-Y.; HUANG, Y.-W.; LU, F.-J.; CHIU, D. T.-Y. Humic acid induces oxidative DNA damage, growth retardation, and apoptosis in human primary fibroblasts. Experimental Biology and Medicine, v. 228(4), p. 413-423, 2003.

ESSADKI, A. H. et al. Electrocoagulation/electroflotation in an external loop airlift reactor – Application to the decolorization of textile dye wastewater: A case study. Chemical Engineering and Processing (2007).

FENG, C.; SUZUKI, K.; ZHAO, S.; SUGIURA, N.; SHIMADA, S.; MAEKAWA, T. Water disinfection by electrochemical treatment. Bioresource Technology, v. 94, p. 21-25, 2004.

GARCÍA-MONTOYA, M. F.; GUTIÉRREZ-GRANADOS, S.; ALATORRE-ORDAZA, A.; GALINDO, R.; ORNELAS, R.; PERALTA-HERNÁNDEZ, J. M. Application of electrochemical/BDD process for the treatment wastewater effluents containing pharmaceutical compounds. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, v. 31, p. 238-243, 2015.

GAMAGE, N. P.; CHELLAM, S. Aluminum electrocoagulation pretreatment reduces fouling during surface water microfiltration. Journal of Membrane Science, v. 379, p. 97-105, 2011.

GIRARDI, C. L.; SANHUEZA, R. M. V.; BENDER, R. J. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária: Embrapa Uva e Vinho. Circular Técnica 31: Manejo Pós-Colheita e Rastreabilidade na Produção Integrada de Maçãs. Bento Gonçalves – RS, versão eletrônica: ISSN 1516-5914, 2002. Disponível em: <http://www.cnpuv.embrapa.br/publica/circular/cir031.pdf>. Acesso em 03 de outubro de 2015.

GÓMEZ-LÓPEZ, V.; GOBET, J.; SELMA, M. V.; GIL, M. I.; ALLENDE, A. Operating conditions for the electrolytic disinfection of process wash water from the fresh-cut industry contaminated with E. coli o157:H7. Food Control, v. 29, p. 42-48, 2013.

HortifrutiBrasil, Edição Especial – Ano 17, n°185 – Dez/2018 - Jan/2018 - ISSN 1981-1837. Anuário 2018 - 2019. Disponível em: https://www.hfbrasil.org.br/br/revista/acessar/completo/anuario-2018-2019.aspx. Acessado em setembro de 2019.

HENQUÍN, E. R.; COLLI, A. N.; BERGMANN, M. E. H.; BISANG, J. M. Characterization of a bipolar parallel-plate electrochemical reactor for water disinfection using low conductivity drinking water. Chemical Engineering and Processing, v. 65, p. 45-52, 2013.

JIN, Z.; GONG, H.; WANG, K. Application of hybrid coagulation microfiltration with air backflushing to direct sewage concentration for organic matter recovery. Journal of Hazardous Materials, v. 283, p. 824-831, 2015.

KIST, B. B. et al. Anuário brasileiro da maçã 2015. Santa Cruz do Sul – RS: Editora Gazeta Santa Cruz, 72 p., 2015.

KOVALESKI, A.; RIBEIRO, L. G. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária: Embrapa Uva e Vinho. Circular Técnica 34: Manejo de Pragas na Produção Integrada de Maçãs. Bento Gonçalves – RS, versão eletrônica: ISSN 1516-5914, 2002. Disponível em: http://www.cnpuv.embrapa.br/publica/circular/cir034.pdf. Acesso em: 05 de outubro de 2015.

LIU, T.; CHENA, Z.-L.; YU, W.-Z.; SHEN, J.-M.; GREGORY, J. Effect of two-stage coagulant addition on coagulation ultrafiltration process for treatment of humic-rich water. Water Research, v. 45, p. 4260-4268, 2011.

LUU, T. L.; KIM, J.; YOON; J. Physicochemical properties of RuO2 and IrO2 electrodes affecting chlorine evolutions. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, v. 21, p. 400-404, 2015.

MATILAINEN, A.; VEPSÄLÄINEN, M.; SILLANPÄÄ, M. Natural organic matter removal by coagulation during drinking water treatment: A review. Advances in Colloid and Interface Science, v. 159, p. 189-197, 2010.

MEHRPARVAR, A.; RAHIMPOUR, A.; JAHANSHAHI, M. Modified ultrafiltration membranes for humic acid removal. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, v. 45, p. 275-282, 2014

MEKONNEN, M. M.; HOEKSTRA, A. Y. A Global Assessment of the Water Footprint of Farm Animal Products. Ecosystems, v. 15, n. 3, p. 401–415, 2012.

MOOK, W.T.; AROUA, M. K.; ISSABAYEVA, G. Prospective applications of renewable energy based electrochemical systems in wastewater treatment: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 38, p. 36-46, 2014.

MOLLAH, M. Y. A.; MORKOVISKY, P.; GOMES, M. K.; KESMEZ, M.; PARGA, J.; COCKE, D. L. Fundamentals, present and future perspectives of electrocoagulation. Journal of Hazardous Materials, v. B114, p. 199-210, 2004.

PAHL, Gerhard; BEITZ, Wolfgang; FELDHUSEN, Jörg; GROTE, H. Karl. Projeto na Engenharia. São Paulo: Edgard Blucher, 2005.

PALANIVELU, K. Electrochemical treatment of industrial wastewater. Journal of Hazardous Materials, v. B113, p. 123-129, 2004.

SANHUEZA, R. M. V. Desinfecção de água e das câmaras frigoríficas para diminuição do inóculo de Penicillium expansum. Pelotas – RS: Embrapa Clima Temperado, 1991. 20 p. (Embrapa Clima Temperado. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 21).

SÄRKKÄ, H.; VEPSÄLÄINEN, M.; SILLANPÄÄ, K. Natural organic matter (NOM) removal by electrochemical methods – A review. Journal of Electroanalytical Chemistry, v. 755, p. 100-108, 2015.

SILLANPÄÄ, M.; NCIBI, M.C.; MATILAINEN, A.; VEPSÄLÄINEN, M. Removal of natural organic matter in drinking water treatment by coagulation: A comprehensive review. Chemosphere, v. 190, p. 54-71, 2018

SIMIONI, F. J., PEREIRA, L. B. Cadeia agroindustrial da maçã: uma análise da estrutura de governança sob a ótica da economia dos custos de transação. In: XLII CONGRESSO BRASILEIRO DE ECONOMIA E SOCIOLOGIA RURAL, 2004, Cuiabá - MT. Cuiabá (MT): SOBER, 2004.

TANNERU, C. T.; CHELLAM, S. Mechanisms of virus control during iron electrocoagulation e microfiltration of surface water. Water Research, v. 46, p. 2011-2120, 2012

WANG, X.; LI, B. Q.; ZHAI, H. L.; XIONG, M. Y.; LIU, W. An efficient approach to the quantitative analysis of humic acid in water. Food Chemistry, v. 190, p. 1033-1039, 2016.

WENG, Y. H; LIA, K. C.; CHAUNG-HSIEH, L. H.; HUANG, C. C. Removal of humic substances (HS) from water by electro-microfiltration (EMF). Water Research, v. 40, p. 1783-1794, 2006.

XIAO, P.; XIAO, F.; ZHANG W.; ZHAO, B.; WANG, D. Insight into the combined colloidal-humic acid fouling on the hybrid coagulation microfiltration membrane process: The importance of aluminum. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, v. 461, p. 98-104, 2014.

ZHU, B.; CLIFFORD, D. A.; CHELLAM, S. Virus removal by iron coagulation microfiltration. Water Research, v. 39, p. 5153-5161, 2005.

YAN, T.; YE, Y.; MA, H.; ZHANG, Y.; GUO, W.; DU, B.; WEI, Q.; WEI, D.; NGO, H.H. A critical review on membrane hybrid system for nutrient recovery from wastewater. Chemical Engineering Journal, v. 348, p. 143–156, 2018.

YANG, T.; QUIAO, B.; LI, G. C.; YANG, Q. Y. Improving performance of dynamic membrane assisted by electrocoagulation for treatment of oily wastewater: Effect of electrolytic conditions. Desalination, v. 363, p. 134-143, 2015.