Entendendo a eletrodiálise

A eletrodiálise (ED) é um processo que utiliza uma membrana íon-seletiva para separar os íons com base em sua carga. O processo é utilizado em vários processos na indústria.

Em ED, uma corrente elétrica é aplicada a uma pilha (um sanduíche) de membranas seletivas de cátions e ânions alternados. A membrana seletiva de cátions permite a passagem de íons carregados positivamente, enquanto a membrana seletiva de ânions permite a passagem de íons carregados negativamente. O resultado é a separação de íons dissolvidos com base em sua carga.

ED apresenta muitas vantagens no tratamento de águas residuais. Uma das principais vantagens é a alta eficiência de remoção de íons. A ED pode remover íons dissolvidos, como sódio, cloreto e sulfato, com alta eficiência. Isso é particularmente útil para o tratamento de águas residuais industriais, que geralmente contêm altos níveis de íons dissolvidos.

Outra vantagem da ED no tratamento de efluentes é o baixo consumo de energia, pois depende da difusão de íons através da membrana seletiva.

No entanto, ED tem algumas limitações. Uma das principais limitações é o custo das membranas ìon-seletivas, que são caras e podem estar sujeitas a incrustações e degradação ao longo do tempo. Isso pode aumentar o custo de operação e manutenção do sistema.

Existem ainda outras aplicações bem diversas da ED na indústria de alimentos, como:

- Laticínios: desmineralização de soro de leite

- Estabilização de vinhos (remoção de sulfatos)

- Desmineralização de dextrose e de outros açúcares derivados do milho

- Concentração de salmoura

No vídeo do post, apresentamos uma simulação como se estivéssemos olhando o perfil deste sanduíche de membranas.

O fluxo do líquido a ser tratado vai da esquerda para direita. Cada pontinho vermelho representa um cátion, e cada pontinho verde é um ânion. Na parte de cima da simulação temos a aplicação de corrente contínua, representando o cátodo (polo negativo).

Na parte de baixo do vídeo temos o ânodo (polo positivo). Como este meio fica sujeito a este campo elétrico, as cargas ao longo do trajeto tendem a ser atraídas para os polos opostos.

Aí que entram em ação as membranas íon-seletivas. A membrana representada pela linha pontilhada verde, só permite que os ânions passem (membrana aniônica). Já a linha pontilhada vermelha só permite os cátions atravessarem (membrana catiônica). Sendo assim, os canais de líquido diluído e concentrado vão se formando neste sanduíche de membranas. No final é só você misturar os canais diluídos e concentrados e você tem uma linha de concentrado e outra de diluído.

Entendeu um pouco mais sobre esta tecnologia?

Vídeo obtido de: https://desalination.stanford.edu/electrodialysis.html

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