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Ttulo [PT]: Remoo do corante reativo azul 5G a partir de solues aquosas utilizando o bagao do maracuj amarelo como adsorvente
Autor(es): Marasa Lopes de Menezes
Palavras-chave [PT]:

Bagao do maracuj amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpa). Secagem. Adsorvente. Remoo de corantes. Adsorvente alternativo. Remoo de corante txtil. Remoo do corante reativo azul 5G. Adsoro de corante. Processo em batelada e processo contnuo. Corante reativo azul 5G. Remoo. Brasil.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Mestre em Engenharia Qumica
Banca:
Sueli Teresa Davantel de Barros [Orientador] - UEM
Gilberto da Cunha Gonalves - UTFPR
Nehemias Curvelo Pereira - UEM
Resumo:
Resumo: O setor txtil requer grandes volumes de gua em seu processo industrial. Seu efluente apresenta um elevado teor em matrias oxidveis, devido ao uso de diferentes corantes, podendo ocorrer variaes significativas no pH. A presena de corantes nos cursos d'gua, mesmo em pequenas concentraes, causa alteraes nos ciclos biolgicos desses meios. O desenvolvimento de tecnologias adequadas para o tratamento destes efluentes tem sido objeto de estudo de grande interesse nas ltimas dcadas. Vrios trabalhos esto sendo desenvolvidos para a utilizao de adsorventes no convencionais que possuam caractersticas adsortivas comparveis ao carvo ativado para a remoo de diversos tipos de corantes, como o caso dos resduos slidos agrcolas. O maracuj amarelo, Passiflora edulis f. flavicarpa, nativo do Brasil, muito utilizado na indstria de suco e seu resduo geralmente utilizado para nutrio animal. Desta forma, este trabalho teve por objetivo avaliar a aplicao do bagao do maracuj amarelo como adsorvente para a remoo do corante reativo azul 5G a partir de solues aquosas. Para a preparao do adsorvente, realizou-se a secagem do bagao e para tanto o estudo da melhor condio de secagem. Nos ensaios de secagem, primeiramente determinou-se a umidade inicial do bagao, cerca de 90,44%, obtida em estufa durante 24 horas 105 C 3 C. Tambm foram coletados os valores de massa em funo do tempo, utilizando um secador convectivo, operado em quatro temperaturas (35, 45, 55 e 65 C) e velocidades do ar de 0,8, 1,0 e 1,3 m/s. Por meio das curvas de secagem e de taxa de secagem observou-se que a temperatura exerce grande influncia na secagem do bagao, pois quando se aumenta a temperatura, ocorre uma diminuio do tempo de secagem e um conseqente aumento na taxa. Buscando-se executar esse processo com economia de tempo e de energia, determinou-se que a melhor condio de secagem do bagao do maracuj amarelo foi temperatura de 55C e velocidade do ar de 1,3m/s. As curvas de secagem e de taxa de secagem foram adequadamente ajustadas aos modelos propostos por Page (1949) e Motta Lima et al.(2002) e aos modelos propostos por Hogdes (1982) e Toffoli (2005), respectivamente. Outros modelos matemticos tambm foram ajustados para cada secagem, tais como: Exponencial Simples, Page, Henderson e Pabis, Logaritmo, Exponencial de dois termos e Wang e Singh. A determinao do melhor modelo entre os estudados foi obtida analisando-se o maior R, o menor erro mdio e o maior Teste F. Aps seco, o bagao foi triturado em um liquidificador domstico e caracterizado por medidas de adsoro de N2 (rea superficial especfica, volume e dimetro mdio de poros) e o tamanho de partculas determinado por granulometria numa faixa de 0,1 a 0,5 mm. Para os ensaios de adsoro em batelada foi avaliada a influncia dos seguintes parmetros: do tamanho de partcula e do pH da soluo de corante, o tempo de equilbrio da soluo em concentraes de 25 a 100 ppm sob agitao controlada 60 e 150 rpm, as isotermas de adsoro nas temperaturas de 25C e 40C e tambm foi realizado o estudo da dessoro do bagao. Os resultados mostraram que as melhores condies para a adsoro em batelada foram na granulometria de 0,106 mm, pH 2, tempo de equilbrio de 30 minutos, agitao de 60 rpm, sendo observado que a temperatura no influenciou significativamente na adsoro. Alm disso, independente das concentraes estudadas, a porcentagem de remoo do corante da soluo foi alta, em torno de 90%, mostrando que o bagao do maracuj uma boa alternativa de adsorvente. Para os ensaios em coluna de leito fixo, variou-se a altura do leito em 15 e 23 cm, a vazo de alimentao de 1 4 mL/min e a concentrao inicial da soluo aquosa em 35, 50 e 70, utilizando-se partculas de tamanho mdio de 0,5 mm na temperatura de 25C. Neste estudo, determinou-se que as melhores condies operacionais para a coluna de adsoro foram: vazo de 1 mL/min, concentrao da soluo de 35 ppm e altura do leito de 23 cm, na qual foi obtida uma maior quantidade de corante removida, cerca de 24,1495 mg corante/g adsorvente.

Abstract: The textile sector requires the use of great amounts of water in its industrial processes. Its effluent contains a high level of oxidable matter, because of the use of different dyes, which might cause significant pH variations. The presence of dyes in river streams, even at small concentrations, causes changes at the biological cycles of these means. The development of appropriate technologies for treating these effluents has been a very common object of study in the last decades. Many studies have been carried out for the use of non-conventional adsorbents which have adsorptive characteristics comparable to activated coal for the removal of various kinds of dyes, such as solid agricultural residues. The yellow passion fruit, Passiflora edulis f. flavicarpa, originally from Brazil, is very commonly used in juice industry which residue is generally used for animal feeding. Thus, this study aimed at assessing the application of yellow passion fruit bagasse as an adsorbent for the removal of reactive blue dye 5G from aqueous solutions. To prepare the adsorbent it was realized the bagasse drying then to study its best condition. Firstly, the initial bagasse moisture was determined, at about 90.44%, obtained in stove for 24 hours at 105 C 3 C. It was also collected the mass values in function of time, by using a convective drier, operated at four different temperatures (35, 45, 55 and 65 C) and air flux speeds at 0.8, 1.0 and 1.3 m/s. By means of the drying curves and the drying rate, it could be observed that the temperature highly influences on the bagasse drying process, once as the temperatures increase, the drying time decreases, and then the drying rate becomes higher. In order to perform this process with time and energy economy, it was verified that the best condition for drying yellow passion fruit bagasse was at 55C and 1.3m/s of air flux speed. The drying curves and the drying rate were adequately adjusted to the models proposed by Page (1949) and Motta Lima et al. (2002) and the models proposed by Hogdes (1982) and Toffoli (2005), respectively. Other mathematical models were also adjusted for each drying process, such as: Simple Exponential, Page, Henderson and Pabis, Logarithm, two-term exponential model and Wang and Singh. The best model was chosen according to the results of the analyses of the highest R, the lowest mean error and the highest F-test. After dried, the bagasse was ground in a domestic blender and characterized by N2 adsorption measurements (specific superficial area, and average pores volume and diameter) and the size of particles determined by granulometry at a range between 0.1 and 0.5 mm. For trials of batch adsorption, the influence of the particle size and the dye solution pH, solution equilibrium time, at concentrations from 25 to 100 ppm under controlled shaking at 60 and 150 rpm, the adsorption isotherms at 25C and 40C and the bagasse desorption study were evaluated. The results showed that the best conditions for batch adsorption were in granulometry at 0,106 mm, pH 2, 30 minutes of equilibrium time, 60 rpm shaking, and it was observed that the temperature had no significant influence in adsorption. Furthermore, independent of the studied concentrations, the percentage of dye removing was about 90% which means that the passion fruit bagasse is a good alternative as an adsorbent. For assessing the conditions at stationary phase column, the phase was varied from 15 to 23 cm, with the use of particles of 0.5 mm average size, with feeding fluid dynamics variations from 1 to 4 mL/min and the initial concentration of aqueous solution at 35, 50 and 70 ppm at 25C. In this study, it was determined that the best operational conditions for the adsorption column were: fluids dynamics at 1mL/min, concentration of 35 ppm and 23 cm of phase height, in which was obtained a higher quantity of dye removal, about 24,1495 mg dye/g adsorbent.
Data da defesa: 23/02/2010
Cdigo: vtls000178591
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2010
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Sueli Teresa Davantel de Barros ; Prof. Dr. Onlia Aparecida Andreo dos Santos
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Departamento de Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Qumica)/
UEM: Programa de Ps-graduao em Engenharia Qumica

Responsavel: beth
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Microsoft Word - Dissertao Mestrado-Marasa.pdf
Tamanho: 2189 Kb (2241533 bytes)
Criado: 22-06-2010 10:25
Atualizado: 22-06-2010 10:35
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