Ozonização catalítica homogênea envolvendo íons Fe2+, Cu2+, Mn2+ e Mg2+ na degradação de lipídeos

Abstract

Resumo: Os lipídeos estão presentes em elevadas concentrações nos efluentes de indústrias de alimentos causando inúmeros impactos negativos, dentre eles, destacam-se: o atraso no tratamento convencional, uma vez que acarreta em maior tempo de retenção hidráulica nas lagoas de estabilização e reduzem a solubilidade do oxigênio em água, causando a morte das espécies, quando depositados em corpos receptores d'água. Visando a problemática que envolve a presença de lipídeos em sistemas de tratamento de efluentes e quando em contato ao meio ambiente; este trabalho teve o objetivo de estudar a degradação de lipídeos presentes em leite através da ozonização catalítica homogênea com auxílio de diferentes espécies de íons: ferro, cobre, manganês e magnésio. O leite foi escolhido como fonte de lipídeos devido à alta concentração de triglicerídeos em sua matriz (99%); sendo este tipo de lipídeo o mais encontrado em alimentos e, consequentemente, em sistemas de tratamento de efluentes de muitas indústrias de alimentos. Além da avaliação da dosagem (3 - 20 mg L-1) dos diferentes íons metálicos; também foram avaliados a influência do pH (2,0 - 8,5) e da vazão mássica de ozônio (0,3 e 0,6 g O3 h-1). Um modelo de pseudo primeira ordem foi ajustado aos dados experimentais que permitiu a avaliação das taxas de reações (k, min -1) de cada condição avaliada. Por meio do estudo da cinética da reação conduzida na presença de cada espécie de íon metálico foi possível a determinação das dosagens ótimas em termos de degradação lipídica. A melhor condição obtida foi com a espécie de cobre (0,6 g O3h-1) em pH=8,5. Além disso, o cálculo do valor efetivo pôde revelar a efetividade de cada espécie de catalisador nos sistemas avaliados e seguiu a ordem de Cu²+>Fe²+>Mg²+>Mn²+. E por meio das principais reações envolvidas na ozonização, pôde-se extrair um conjunto de EDOs das reações envolvidas que se ajustou aos dados experimentais. A varredura espectral mostra a mineralização de outros compostos presentes no leite em conjunto com a formação de subprodutos oriundos da ozonização. Palavras-chave: Ozonização catalítica homogênea. Lipídeos. Tratamento de Triglicerídeos. Águas residuais.

Abstract: The lipids are present in high concentrations in effluents of food industries causing negatives impact, among them, stand out: The conventional treatment delay, as it entails most of the time of hydraulic retention at the lakes of stabilization and reduce the solubility of oxygen in water, causing the death of species when the lipids are thrown in receptors of water. Covering the problem which involves the presence of lipids in effluents treatment systems and when in contact to the environment, this research aimed to study the lipids degradation present in milk through the homogeneous catalytic ozonation with the support of different ions species: iron, copper, magnesium and manganese. The milk was chosen as lipid supply due to the high concentration of triglycerides matrix (99%); being this kind of lipid the most concentrated in foods and, consequently, in effluents treatment systems of many food industries. Besides of the dosage evaluation (3 - 20 mg L -1) of different metallic ions; it was also evaluated the pH fluency (2.0 - 8.5) and of the ozone flow rate (0.3 and 0.6 g O3 h -1). A model pseudo first order was adjusted to the experimental data which allowed the evaluation of the reaction taxes (k, min -1) of each evaluated condition. Through the kinetics study of the reaction conducted in the presence of each species of metallic ion, was possible the determination of great dosages. The best conditions was the specie of copper (0.6 g O3 h-1) at pH=8.5. Besides that, the effective value could show the effectiveness of each species of catalyst in the evaluated systems and it followed the order Cu²+>Fe²+>Mg²+>Mn²+. Through the main reaction involved in ozonation, could extract a set of ODEs which was adjusted to the experimental data. The spectral scan shows the mineralization of other compounds present in milk and the formation of ozonation byproducts. Keywords: Homogeneous catalytic ozonation. Lipids. Triglycerides treatment. Waste water.