Dissertação apresentada para obtenção do
grau de Doutor em Engenharia Química, especialidade Fenómenos de Transferência
pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e TecnologiaNeste trabalho estudou-se o processo de extracção/reextracção de lactato usando diversas configurações de membranas líquidas: membrana líquida, membrana líquida suportada e contactor de membranas.
Na configuração mais simples, a membrana líquida é constituída apenas pela fase orgânica que contém o extraente enquanto as outras duas contêm adicionalmente uma membrana polimérica como suporte da fase
orgânica.
Foi seleccionado como extraente um sal de uma amina quaternária(Aliquat 336) de modo a tomar os processos de remoção e produção de
ácido láctico por fermentação, compatíveis a nível de pH.
Foi desenvolvido um modelo de equilíbrio, usando a constante de equilíbrio da reacção de permuta iónica entre a amina e o lactato, que permite a previsão da concentração de lactato no equilíbrio para diferentes
condições experimentais.
Foram identificados outros mecanismos envolvidos no processo de transporte quando se usam membranas líquidas e diferentes
concentrações iniciais de lactato e de cloreto, nos compartimentos de alimentação e de reextracção.
Do estudo cinético efectuado concluiu-se que o passo limitante no processo de transferência de massa é a resistência oferecida pela fase orgânica no interior dos poros da membrana suporte. De modo a reduzir
a resistência da membrana é necessário aumentar o coeficiente de difusão do complexo lactato-amina, aumentando a temperatura ou reduzindo a concentração de extraente. Na configuração membrana líquida suportada verificou-se uma progressiva perda de eficiência no transporte de lactato
ao longo do tempo.
O contactor de fibras ocas revelou-se a configuração mais adequada uma vez que foi obtida uma grande estabilidade operacional e ausência de emulsões. Devido à elevada área de transferência por volume de módulo
foi também obtida uma grande velocidade de transferência de soluto.
Foi ainda estudado o processo integrado de fermentação e de extracção / reextracção de lactato do qual se pôde concluir que a amina
quaternária (Aliquat 336) tem um carácter muito tóxico para o microrganismo usado, mesmo em concentrações inferiores às de saturação. O uso de membranas pode ser vantajoso, uma vez que evita a formação de emulsões e retarda a perda de extraente para o meio de fermentação.G.B.F. - Gesellschaft für Biotechnologische Forschung,
JNICT - Junta Nacional de Investigação Científica e Tecnológica, Projecto SlRDA/ /CEN/701/9
