O Gerador de ozônio, entenda as aplicações e funcionamento

O gerador de ozônio é uma aparelho ou maquina que produz o gás ozônio de maneira artificial e quebra a ligação molecular do oxigênio (O²), que quando separadas se tornam instáveis e se juntam a outras moléculas de oxigênio inteiras formando o ozônio (O³). Na natureza o Ozônio é produzido de duas formas, contato da radiação ultra violeta UV do sol com o oxigênio na atmosfera e através das descargas elétricas naturais (raios).

O Ozônio é criado na atmosfera terrestre a 12 km de altitude quando a radiação ultra violeta do sol com frequência entre 100 e 315 nm atinge a atmosfera e encontra as moléculas de oxigênio fazendo a separação das moléculas de oxigênio, nesta forma instável é rapidamente atraída por outra molécula de oxigênio completa formado o ozônio.

É através deste processo de criação e destruição das moléculas de ozônio que a radiação Ultra violeta UV do sol é filtrada a níveis aceitáveis para a vida na terra. A camada de ozônio é uma parte importante da atmosfera do planeta, o nível de ozônio varia entre 2 e 8 ppm na camada de ozônio, no entanto a maioria do oxigênio atmosférico permanece na forma diatômica (dupla molécula).

Como o Gerador de Ozônio produz o gás

O gás ozônio foi descoberto em 1840 através do processo de eletrólise, a produção em laboratório teve melhora até 1857, quando Werner Von Siemens desenvolveu um processo para o uso geral e industrial do ozônio. As pesquisas e o desenvolvimento continuam desde então na produção desta molécula extremamente útil, porém, frágil e que se desfaz com rapidez. 

Existem várias maneiras de produzir ozônio:

• Descarga de corona;
• Luz UV fotoquímica;
• Plasma frio.

O ozônio, ao contrário da maioria dos outros produtos químicos, não existe método de armazenamento. O ozônio é gerado no local e, devido à sua rápida decomposição, não pode ser armazenado por longos períodos de tempo.

O método de geração de descarga carona requer a excitação energética do oxigênio molecular para se redistribuir em oxigênio atômico na forma de O3. A “descarga de arco silenciosa” conhecida também como descarga de carona ou descarga de escova se tornou o método preferido de geração de ozônio, quando necessária a produção acima de 1 grama por hora. Um gerador de descarga carona pode assumir muitas formas, tamanhos e saídas de ozônio. Os componentes necessários de um gerador de ozônio de descarga carona básico são:

• Dois eletrodos separados por um espaço;
• Um material dielétrico inserido na abertura;
• Um fluxo de gás de alimentação contendo oxigênio inserido na abertura;
• Tensão suficiente entre os dois eletrodos para causar um fluxo de corrente através do gás.

 

 

A confiabilidade, desempenho e eficiência do gerador de ozônio dependem de vários fatores. Como mais de 80% da energia elétrica aplicada é convertida em calor, os materiais usados ​​na construção do gerador devem ser resistentes ao calor. O calor gerado também deve ser removido de maneira rápida e eficiente da área ou o calor acelerará a decomposição do ozônio gerado. Alguns geradores de ozônio são resfriados a água o que inviabiliza geradores de ozônio pequenos. 

Outro método de resfriamento é através do fluxo de ar ou refrigeração. Muitos fabricantes usam dispositivos de dissipação de calor em seu design em torno dos componentes do gerador de ozônio para direcionar o calor para longe da unidade.

A geração de ozônio é um processo de equilíbrio e desequilíbrio porque o ozônio está sendo gerado e destruído logo em seguida. A qualidade do ar que entra no gerador de ozônio é fundamental para uma boa geração de ozônio.
Calor, material particulado, umidade, fluxo de alimentação (volume), pressão, vácuo, condições da água e outras variáveis ​​afetarão a qualidade do ozônio e a porcentagem de concentração. Esta é uma das razões de muitos que o ar seco limpo ou oxigênio deve ser usado na geração de ozônio. 

O ar limpo, livre de material particulado, fornece o máximo teor de oxigênio no volume de ar fornecido como alimentação. O ar seco, para maximizar o fluxo de volume, também elimina o potencial de desenvolvimento de óxido nitroso quando a carona energiza o gás de alimentação. O óxido de nitrogênio, convertido em ácido nítrico, é prejudicial ao equipamento operacional e destrói cataliticamente o ozônio.

Aplicações do Gerador de Ozônio

O ozônio tem um alto potencial de oxidação eletroquímico superior ao cloro ou a outros produtos saneantes. O alto potencial de oxidação permite que o ozônio decomponha os compostos orgânicos que o cloro não consegue.

O odor pungente torna a presença do ozônio imediatamente perceptível, mas não é necessariamente prejudicial. A maioria das pessoas consegue detectar a partir de 0,01 ppm no ar, bem dentro do nível geral de conforto dos indivíduos. Os sintomas que ocorrem em concentrações de 0,01 a 1 ppm são dores de cabeça, irritação, ardor nos olhos ou desconforto respiratório. Quando comparado com a exposição ao cloro, descobrimos que uma exposição a 1.000 ppm de ozônio por 30 segundos seria levemente irritante, mas a mesma exposição ao cloro é certamente fatal.

O ozônio ataca e decompõe materiais orgânicos e inorgânicos. A oxidação do material inorgânico ajuda no processo de tratamento do solo solúvel, tornando-o insolúvel, de modo que ele pode ser precipitado da solução. Este atributo é a base para o tratamento de efluentes (esgoto).

Preservação e Estocagem de alimentos 

Praticamente a preservação de alimentos começa com a esterilização do ar de tal modo que o local de estocagem contenha quantidade suficiente de ozônio para destruir os microrganismos. A reação de oxidação que se inicia imediatamente nas paredes do local de estocagem, no material de embalagem e na absorção dos produtos.

Efeito do Ozônio sobre odores

O ozônio tem um cheiro característico, mas, apesar disto, ele não mascara o cheiro de uma aplicação. O oxigênio atômico, formado na decomposição do ozônio, oxida, imediatamente, as substâncias causadoras do cheiro. De um modo geral, quanto mais baixa é a temperatura e quanto maiores as moléculas envolvidas, mais difícil é a oxidação.

Efeitos sobre o metabolismo

O efeito sobre o metabolismo também é uma conseqüência do poder oxidante do ozônio. Nenhuma deterioração de fruta foi observada após a aplicação com ozônio, mas a razão disto é que o ozônio somente afeta a superfície das mesmas, onde compostos de difícil oxidação estão presentes na maioria dos casos.

Efeito Germicida

Para a aplicação na indústria de alimentos, devemos colocar grande ênfase nas mudanças de qualidade que tem lugar após o tratamento em uma atmosfera controlada com ozônio, junto aos efeitos específicos, diferentes para cada produto. O poder germicida do ozônio é geralmente específico em relação a determinada espécie.

Desinfecção e remoção de odores

Armazéns de estocagem, de distribuição e ponto de venda refrigerados, podem ser desinfectadas, na maioria dos casos, pela introdução de ar ozonizado. Isto, independente da ação direta do ozônio exercida sobre o alimento, frutas, bebidas, etc., estocados no local. O processo, entretanto, além de desinfectar, remove odores desagradáveis, freqüentemente encontrados nos materiais de embalagens, de tal modo que os produtos podem reter seu cheiro e sabor original.

Degradação de defensivos agrícolas e agrotóxicos

A implantação dessa tecnologia já é obrigatória no Brasil, no tratamento de águas provenientes de lavagens dos tanques das aeronaves agrícolas. É uma excelente opção na degradação de resíduos de agrotóxicos em produtos agrícolas, chegando de 92% a 99,8% de eliminação de agrotóxicos.

Uso do ozônio em queijos

Testes bem sucedidos com o uso de ozônio foram realizados durante o processo de cura e estocagem de queijos. Esporos criados nas superfícies dos queijos, durante o período de cura, foram destruídos e o tempo de estocagem aumentado para onze semanas pela aplicação de ozônio numa pequena concentração de 0,02 ppm na temperatura de 14°C e numa umidade relativa de 80% à 85%.

Aplicação de ozônio em ovos

O ozônio tem sido utilizado, com sucesso, na estocagem de ovos, e desde o fim da década de trinta, mais de oitenta pôr cento dos locais refrigerados para estocagem de ovos nos Estados Unidos já eram equipados com geradores de ozônio para aumentar o tempo de estocagem.

Aplicação de ozônio em carnes

Para a estocagem de carne é suficiente a aplicação de ozônio em um ou dois períodos diários, com duração de duas horas e concentração de 6mg/m³ de ar. A aplicação de ozônio é benéfica no processo de amaciamento da carne (tenderização).

Aplicação de ozônio em bebidas

O tratamento de ozônio acelera o envelhecimento dos vinhos, evita turbidez e refina o seu bouquet, o qual é mantido pôr um tempo maior. A estocagem de leite, sucos e refrigerantes, é aumentada pelo ozônio, evitando sua deterioração. A esterilização de água, necessária a produção de bebidas, é importante devido à crescente demanda de água de boa qualidade.

 

  Vivaldo Mason Filho é Administrador de Empresas e Especialista em Análise de Sistemas pela PUCCAMP, Especialista e Mestre em Engenharia pela USP. Empresário e especialista na implantação de ozônio para indústrias de alimentos. Atuou por 11 anos como Professor nos cursos de graduação e pós-graduação de Administração, Comércio Exterior e Engenharia de Produção. É atual vice-presidente da Associação Brasileira de Ozônio – ABRAOZÔNIO.