Modelagem de processo de filtração por membrana de solução coloidal

• Autor(a) principal: Souza, Marina Nascimento
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/21318
• topic: Filtração; Tratamento de águas; Tratamento de resíduos; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS::QUIMICA SANITARIA

Os vírus são estruturas simétricas e de extrema especificidade, são parasitas obrigatórios e muitos são patogênicos perigosos aos seres humanos. A remoção ou o isolamento de vírus é de interesse nos estágios finais de estações de tratamento de água ou estações de tratamento de resíduos e de processos da indústria farmacêutica. A filtração através de membrana como processo de separação é um processo que oferece a vantagem de remover determinada substância em somente uma etapa e sem a formação de subprodutos. O trabalho em questão foca no desenvolvimento de modelo e simulação da filtração tangencial de vírus através de membrana de ultrafiltração. A modelagem de filtração de vírus é dificultada pela natureza coloidal da solução, caracterizada pela interação entre superfícies de partícula. Utiliza-se para a modelagem dados de solução viral e dados sobre capilar cerâmico de ZSY (zircônia estabilizada com ítrio) obtidos em projeto de pesquisa realizado na Universidade de Bremen na Alemanha. O objetivo é obter um modelo que aplique mecanismos de transferência de massa de partículas coloidais através de membrana de ultrafiltração, onde estão associados fenômenos de difusão e convecção, para descrever a polarização de concentração e formação de gel sobre a membrana. A modelagem se baseia no modelo de P. Bacchin et. al., um modelo de filtração de suspensões coloidais através de membranas, que se baseia em interações de superfície, na hidrodinâmica do processo, em variação de pressão osmótica e o coeficiente de difusão para prever o desempenho do processo e a incrustação da membrana. As equações obtidas no trabalho de Bacchin et. al. foram solucionadas através do método de Newton-Raphosn com o Software Mathcad para obter-se uma solução analítica do fluxo permeado e um perfil de concentração sobre membrana em função do gradiente de pressão transmembrana, que é a força motriz do processo. Além de realizar uma análise de sensibilidade do modelo através de variação de parâmetros. A modelagem é essencial para entender o mecanismo do processo e para aperfeiçoar a operação e o projeto de módulos de membranas, de modo que as condições de operação maximizem o fluxo de permeado obtido. O modelo permitiu a obtenção de resultados qualitativamente adequados e uma estimativa razoável em relação aos dados experimentais.