REMOÇÃO DE COR EM SIMULAÇÃO DE ÁGUA RESIDUÁRIA DE FÁBRICA DE CÁPSULAS DE GELATINA FERNANDES, Neemias Cintra 1, 3 ; COSTA, Orlene Silva da 2, 3, 5 ; SIQUEIRA, Eduardo Queija 4, 5 ; OLIVEIRA, Sérgio Botelho 4, 6 ; SOUSA, Alessandro Ribeiro de 5 1 Bolsista PIBIC/CNPq 2 Pesquisadora Orientadora 3 Curso de Química Industrial/UnUCET/UEG 4 Co-Orientador 5 Curso de Mestrado em Engenharia de Meio Ambiente/EEC/UFG 6 Curso de Química Industrial/CEFET-GO Resumo Cápsulas de gelatina são invólucros, duros ou moles, para administração oral de medicamentos, cuja finalidade é mascarar odor e sabor da fórmula farmacêutica e promover a liberação rápida do princípio ativo. Os resíduos gerados nesse tipo de indústria são provenientes, principalmente, da dissolução de cápsulas defeituosas e aparas na linha de produção. Esse efluente apresenta cor, turbidez e carga orgânica elevadas, devendo ser tratado antes de serem dispostos no meio ambiente. Ensaios de coagulação/floculação/sedimentação foram conduzidos em equipamento jar test para remoção da cor do efluente. Em investigação preliminar, identificou-se que as substâncias causadoras da cor elevada eram do tipo azocorantes e que a relação DQO/DBO 5 sugeriu a existência de algum componente nãobiodegradável. Os ensaios de remoção de cor pro meio de processo oxidativo avançado aliado à coagulação/floculação/sedimentação indicaram resultados bastante promissores com eficiência de aproximadamente 87,5 %. Palavras-Chave: coagulação, cor, gelatina. Introdução Apesar do uso de cápsulas de gelatina ser conhecido desde 1830, o crescimento da indústria farmacêutica ressaltou a sua importância como forma de administração de medicamentos. Aumentando assim, a sua produção nos últimos anos e, por conseguinte, aumentando também a quantidade de resíduos gerados nesse tipo de atividade da indústria farmacêutica (Capsule, 2004; Araújo e Macedo, 2001). Cápsulas de gelatina são formas de dosagens farmacêuticas sólidas que possibilitam a administração oral de substâncias medicinais. Estas substâncias são acondicionadas em
2 invólucros à base de gelatina com a finalidade de mascarar o odor e o sabor da fórmula farmacêutica e promover a liberação rápida de seu princípio ativo. Em geral, as cápsulas gelatina são produzidas de duas formas: duras e moles (Correo Farmacéutico, 2003; EP, 1997 citado por Araújo e Macedo, 2001). Os resíduos gerados pelas indústrias farmacêuticas de produção de cápsulas de gelatina são, geralmente, provenientes da dissolução de cápsulas defeituosas e aparas, lavagem do piso, paredes e equipamentos da linha de produção, sendo caracterizados pela cor, turbidez e carga orgânica elevadas devendo ser reduzidas e/ou removidas numa estação de tratamento de efluentes (ETE) antes de serem dispostas no meio ambiente. Até o final do século XIX, os tratamentos de água disponíveis não visavam à remoção de cor como ponto importante para a obtenção de água de qualidade, não havendo sequer conhecimento sobre o que causava a cor, ou o que ela representava nas águas de abastecimento, sendo que cor apenas representava elevados índices de turbidez (Baker, 1949 citado por Leal e Libânio, 2002). A cor é caracterizada, principalmente, por colóides negativos na água, colóides estes sujeitos a reações químicas como oxidação e coagulação. A cor da água, quando originada da decomposição de folhas e vegetais, não apresenta riscos à saúde, uma vez que é conferida pela presença de ácidos húmicos e taninos em baixas concentrações. Se a cor for resultante das atividades humanas, como despejos industriais, pode ser tóxica e contaminar corpos de água muito facilmente, uma vez que uma pequena concentração de corantes é capaz de colorir grandes volumes de água (Azevedo Netto, 1966; Di Bernardo, 1993). Até recentemente não eram associados inconvenientes sanitários à presença de cor na água, como algum tipo de toxidez ou intolerância orgânica. A partir da comprovação no final da Década de 70, de que os produtos da decomposição da matéria orgânica causadores da cor, quando oxidados por tratamento com cloro, eram precursores de substâncias potencialmente carcinogênicas, atenção crescente passou a ser dispensada à sua remoção (Vianna, 1997, citado por Leal e Libânio, 2002). Desde então, tendo sido desenvolvidos diferentes métodos para promover remoção de cor, como a fotodegradação, método eletroquímico, ozonização, coagulação química e outros métodos, dentre eles os processos oxidativos avançados (POA). O funcionamento inadequado de uma ETE pode levar ao descumprimento de padrões de qualidade de lançamento de água definidos em legislação e autuação da empresa, sendo necessário, portanto, avaliar-se o processo de tratamento de efluentes da indústria de fabricação de cápsulas de gelatina a fim de melhorar o processo e reduzir os padrões de lançamento aos níveis exigidos pela legislação.
3 Por ser o Estado de Goiás um importante pólo farmacêutico do País e considerando os resíduos líquidos gerados pelas indústrias farmacêuticas como um tipo particular de resíduo químico (Braile e Cavalcanti, 1993), que precisam ser tratados antes da disposição final, esta pesquisa teve por objetivo a remoção de cor de efluente industrial de fábrica de cápsulas de gelatina por meio de coagulação/floculação/sedimentação. Materiais e Métodos Esta pesquisa compreendeu à realização de ensaios de coagulação, floculação e sedimentação para remoção de cor de uma mistura de água e cápsulas duras coloridas de gelatina dissolvidas, simulando um efluente industrial típico de fábricas de cápsulas duras de gelatina. Em investigação preliminar de um efluente real deste tipo, identificou-se que as substâncias causadoras da cor elevada eram do tipo azo-corantes e que a relação Demanda Química de Oxigênio e Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO/DBO 5 ) sugeriu a existência de algum componente não-biodegradável. Esses ensaios seguiram a metodologia preconizada por Corrêa e Silva (s.d.) e foram realizados no Laboratório de Saneamento da Escola de Engenharia Civil (EEC) da Universidade Federal de Goiás (UFG), utilizando-se equipamento jar test. Antes de que cada ensaio, uma solução simulando o efluente industrial era preparada a partir da dissolução de cápsulas duras de gelatina de diferentes cores em água corrente. O preparo da solução foi realizado pesando-se, 9,6 g de cápsulas de gelatina, posteriormente solubilizadas em 1 L de água aquecida, sob agitação, para facilitar a dissolução das mesmas. Essa solução era então diluída em água de abastecimento até volume total de 13,6 L. A solução era preparada imediatamente antes da realização de cada ensaio, uma vez que o colágeno é biodegradável. Após o preparo da solução teste, os parâmetros cor, turbidez e ph eram determinados de acordo com APHA, AWWA, WPCF (1998). Os ensaios foram realizados na seguinte seqüência: 1 Dosagem de coagulante nas cubetas do jar test, de acordo com dosagem preestabelecida; 2 Alcalinização/acidificação da solução teste; 3 Transferência da solução teste (efluente simulado) para os jarros de 2 L (Figura 1); 4 Homogeneização do efluente simulado, com acionando do impulsor rotativo do jar test; 5 Ajuste da velocidade de rotação de mistura rápida (150 rpm); 6 Adição do coagulante e início da contagem de tempo de mistura rápida (40 s); 7 Ajuste da velocidade de mistura lenta (40 rpm) e início da contagem de tempo (20 min.); 8 Paralisação da agitação do jar test e início da contagem do tempo predeterminado para decantação dos flocos formados; 9 Descarte de pequeno volume da solução remanescente no tubo sifão de coleta
4 de amostra; 10 Coleta de amostras dos jarros; 11 Medição dos parâmetros de controle (ph, turbidez e cor aparente). Figura 1 Ensaio em jar test com efluente simulado. Resultados e Discussões Dos diferentes ensaios realizados variando-se: a) ph, b) agentes coagulantes, c) dosagens dos coagulantes, e d) tecnologia de tratamento; os resultados mais promissores foram àqueles realizados com oxidação seguido de coagulação/floculação/sedimentação, como apresentado na Tabela 1. Tabela 1 Principais parâmetros monitorados no Ensaio de oxidação seguida por coagulação, floculação e sedimentação. Efluente Sulfato Ferroso (g) H 2 O 2 40 v (ml) As Figuras 2 e 3 ilustram a remoção de cor e turbidez por oxidação seguida por coagulação, floculação e sedimentação. Os tempos de reação corresponderam a 1, 2 e 3 h para os vasos 1, 2 e 3, respectivamente. Tempo de reação (h) ph Cor (uc) Turbidez (ut) Eficiência remoção cor (%) Eficiência remoção turbidez (%) Efluente bruto - 45-7,69 448 190 - - Vaso 1 1,32 45 1 9,5 91 4,88 79,69 97,43 Efluente tratado Vaso 2 1,32 45 2 8,54 56 3,76 87,50 98,02 Vaso 3 1,32 45 3 6,88 240 71,4 46,43 62,42 Figura 2 Antes e depois da remoção de cor e turbidez.
5 100 80 Remoção de cor Remoção de turbidez 60 40 20 0 1 2 3 vaso Figura 3 Porcentagem de remoção de cor e turbidez nos ensaios de oxidação seguido de coagulação, floculação e sedimentação. Conclusões Uma investigação preliminar de um efluente típico de indústria farmacêutica de fabricação de cápsulas duras de gelatina apontou que as substâncias causadoras da cor elevada eram do tipo azo-corantes e que a relação DQO/DBO 5 sugeria a existência de algum componente não-biodegradável. - Os estudos de coagulação/floculação/sedimentação com utilização de sulfato de alumínio e polieletrólitos, nas condições analisadas, apresentaram-se pouco eficientes na remoção de cor do efluente em análise, atestando a dificuldade de remoção dos compostos cromóforos presentes no efluente, compostos estes em sua maioria corantes com grupamentos AZO. - Experimentos de coagulação/floculação/sedimentação, quando não precedidos de oxidação avançada, atingiram no máximo 37 % de eficiência de remoção de cor, o que não viabiliza a instalação de unidade de tratamento físico-químico que opere nos moldes dos experimentos realizados em bancada; - Testes de oxidação seguida de coagulação/floculação/sedimentação foram bastante promissores, obtendo-se cerca de 87,5 % na remoção de cor. Referências Bibliográficas - Araújo, R. P. Z., Macedo, J. A. B. Avaliação do processo de filtração pelo controle de qualidade microbiológico da água usada na fabricação de cápsulas. In: Revista de Controle de contaminação, v.30, n.5, out. 2001, p.26-38. - APHA. AWWA. WPCF. Standard methods for examination of water and wastewater. 20 th ed. Washington D. C., 1998.
6 - Azevedo Netto, M. Tratamento de águas de Abastecimento. 1.ed. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 1966. 100p. - Braile, P. M., Cavalcanti, J. E. W. Manual de águas residuárias industriais. São Paulo: CETESB, 1993. 764p. - Capsule. Competence Center de Gelita: el liderazgo de Gelati en el servicio farmacéutico. Up to Date, Boletín de Gelati Norteamérica, México, n.2, p.3, 2004. - Correo Farmacéutico. Cápsulas duras de gelatina: fabricación. In: Correo farma-céutico.com. 2003, p.1-7. Disponível em: <http://www. correofarmaceutico.com/ documentos/f002-01.pdf>. Acessado em março de 2005. - Corrêa, L. M., Silva, M. A. Tratamento e ensaio de água para consumo. In: Química aplicada à engenharia civil. São Leopoldo: Unisinos, s.d. - Di Bernardo, L. Métodos e técnicas de tratamento de água. v.1, Rio de Janeiro: ABES, 1993, p.159. - Leal, F. C. T., Libânio, M. Estudo da remoção da cor por coagulação química no tratamento convencional de águas de abastecimento. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental, vol. 7, n. 3, p.117-118, out. 2002.