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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Estudo da dessoro seletiva do corante reativo em carvo ativado
Autor(es): Dayane Samara de Carvalho
Palavras-chave [PT]:

Dessoro. Corante reatvo. Carvo ativado. Dessoro. Corante reatvo.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Mestre em Engenharia Qumica
Banca:
Pedro Augusto Arroyo [Orientador] - UEM
Indianara Conceio Ostroski - Universidade Federal de Gois
Maria Anglica Simes Dornellas de Barros - UEM
Resumo:
Resumo: As indstrias txteis consomem uma elevada quantidade de gua o que gera um elevado volume de efluente. Uma das principais caractersticas desses efluentes a cor intensa, devido a uma significativa porcentagem de corante no fixado ao tecido durante o processo. Assim, imprescindvel a remoo da cor deste efluente e uma das tcnicas que tem se destacado, devido a sua eficincia e versatilidade, a adsoro desses corantes em carvo ativado. Entretanto, para que o processo se torne economicamente vivel, necessrio que este adsorvente possa ser regenerado aps estar saturado, para ser reutilizado no processo. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de dessoro de corante do carvo ativado e analisar o comportamento do mesmo em ciclos de adsoro/dessoro em batelada. O estudo foi iniciado com a caracterizao de quatro carves ativados, quais seja: babau, casca de coco, dend e osso. As caracterizaes realizadas foram ponto de carga zero, adsoro/dessoro de N2, FTIR e mtodo de Boehm. A capacidade de adsoro desses carves foi avaliada, sendo que o carvo ativado de osso foi o que apresentou a maior capacidade de remoo de aproximadamente 113 mg/g. Assim, este carvo foi utilizado nos estudos de dessoro. Estudos cinticos e de equilbrio foram realizados para a adsoro do corante em carvo ativado de osso a fim de identificar o possvel mecanismo de adsoro, o qual pode influenciar na capacidade de dessoro do corante do carvo ativado. O modelo cintico de pseudo-primeira ordem e o modelo de Langmuir foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais, indicando que a difuso das molculas do corante atravs da camada limite a etapa limitante e que a adsoro por ocorrer por quimissoro, que pode dificultar a dessoro. Desta forma, a fim de verificar a capacidade de dessoro do corante, os parmetros avaliados na dessoro do corante foram o tempo de contato, pH da gua e concentrao inicial dos regenerantes, sendo os produtos utilizados para realizar a dessoro a gua, NaOH, lcool metlico, lcool etlico e lcool isoproplico. O pH inicial da gua mostrou ter pouca influncia na capacidade de dessoro do corante, sendo que a maior capacidade de dessoro foi de 2,09 mg/g em pH = 12. Ensaios com soluo de NaOH mostraram que quanto menor a concentrao maior a capacidade de dessoro, sendo que em 0,01 mol/L de NaOH a quantidade dessorvida foi de 3,86 mg/g. Os solventes orgnicos apresentaram eficincia de dessoro melhorada quando diludos em gua. Deste modo, as melhores capacidades de dessoro foram obtidas com lcool isoproplico 50% (v/v), lcool etlico 50% (v/v) e lcool metlico 80% (v/v), com 21,76, 20,41 e 15,56 mg/g, respectivamente. Estudo cintico para a dessoro do corante com o lcool isoproplico e o lcool etlico foram realizados, sendo que o modelo que melhor se ajustou foi o de pseudo-segunda ordem, que apresentou o valor da constante de velocidade maior que o da etapa de adsoro, devido a dessoro ser mais rpida. Experimentos para obteno das isotermas de dessoro foram realizados nas temperaturas de 20, 30 e 40 C. As isotermas de dessoro e de adsoro do carvo de osso foram classificadas de acordo com Giles et al. (1958) para demonstrar o surgimento de uma histerese, devido s diferentes classificaes das isotermas, sendo que este fato est associado irreversibilidade do processo. Estudo termodinmico tambm foi realizado, mostrando que, com o aumento da dessoro, h um aumento de ?Ho e ?So, indicando que, devido ao aumento quantidade dessorvida, h um aumento de energia e desordem no sistema. Contudo, com o aumento da temperatura, houve uma diminuio de ?Go, sugerindo que com o aumento da temperatura h uma maior viabilidade do processo. Por fim, os ciclos de adsoro e dessoro em batelada mostraram que o corante pode se ligar ao adsorvente tanto por interaes fortes quanto por interaes fracas, na qual a quantidade fortemente adsorvida no capaz de ser dessorvida enquanto que o corante que interagiu ao adsorvente por interaes fracas foi capaz de ser dessorvido. Contudo, a maior porcentagem de dessoro obtida foi de 28% e 30% para o lcool etlico e o lcool isoproplico, respectivamente, na temperatura de 40 C e, em consequncia do fato de que praticamente toda quantidade adsorvida a partir do segundo ciclo poder ser dessorvida, possvel reutilizar o carvo ativado no processo.

Abstract: The textile industries consuming a large quantity of water which generates a high volume of effluent. One of the main characteristics of the intense color of effluent is due to a significant percentage of non-fixed dye to the fabric during the process. Thus, it is essential to remove this color of effluent and one of the techniques that have received special attention due to its efficiency and versatility, is the adsorption on activated carbon. However, so that the process becomes economically viable, it is necessary that the adsorbent can be regenerated after becoming saturated, to be reused in the process. Within this context, the aim of this study was to evaluate the ability of dye desorption of activated carbon and analyze the behavior of the cycles of adsorption / desorption in batch. The study started with the characterization of four activated carbons, which is: babassu, coconut, palm and bone char. The characterizations were carried point of zero charge, adsorption/desorption of N2, FTIR and method Boehm. The adsorption capacity of these activated carbons was evaluated, and the bone char was the one with the most capacity of approximately 113 mg/g. Thus, this coal was used in the studies desorption. Kinetic and equilibrium studies were performed for the adsorption of the dye on bone char to identify the possible mechanism of adsorption, which may influence the ability of the dye desorption of the activated carbon. The pseudo-first order and Langmuir model were the best fit to experimental data, indicating that diffusion of dye molecules through the boundary layer is the rate limiting step for adsorption and chemisorption occur, which can hinder desorption. Thus, to verify the ability of the dye desorption, the parameters evaluated in the desorption of the dye were contact time, pH of the water and initial concentration of regenerants, and products used to perform the desorption water, NaOH, alcohol methyl, ethyl alcohol and isopropyl alcohol. The initial pH of the water was found to have little influence on the ability of desorption of the dye, and the higher desorption capacity was 2.09 mg/g at pH 12. Tests with NaOH showed that the smaller the concentration the greater the ability desorption, and in 0.01 mol/L NaOH desorbed amount was 3.86 mg/g. The organic solvents showed improved desorption efficiency when diluted with water. Thus, the optimum desorption capacities were obtained with 50% (v / v) isopropyl alcohol, 50% (v / v) ethyl alcohol and 80% (v / v) alcohol methyl, with 21.76, 20.41 and 15.56 mg/g, respectively. Kinetic study for desorption of the dye with isopropyl alcohol and ethyl alcohol were performed, and the model that best fit was the pseudo-second order, which presented the value of the rate constant larger than the adsorption step, due desorption is faster. Experiments to obtain the desorption isotherms were performed at temperatures of 20, 30 and 40 C. The desorption isotherms and adsorption of bone char were classified according to Giles et al. (1958) to demonstrate the appearance of a hysteresis due to different classifications of isotherms, and this fact is associated with the irreversibility of the process. Thermodynamic study was also performed, showing that with increasing desorption, there is an increased ?Ho and ?So, indicating that, due to the increased amount desorbed, there is an increased energy and disorder in the system. However, with increasing temperature, a reduction of ?Go, suggesting that with the increase in temperature there is a greater viability of the process. Finally, the adsorption and desorption cycles in batch showed that the dye can bind to the adsorbent by strong interactions and by weak interaction, wherein the strongly adsorbed amount cannot be desorbed while the dye interacted with the adsorbent by weak interactions was able to be desorbed. However, the most desorption percentage obtained was 28% and 30% ethyl alcohol and isopropyl alcohol, respectively, at the temperature of 40 C and in consequence of the fact that almost all adsorbed amount from the second cycle be desorbed it's can reuse the charcoal in the process.
Data da defesa: 08/03/2013
Cdigo: vtls000207904
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2013
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Pedro Augusto Arroyo
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica.
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Qumica)/
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: vera
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: DISSERTAO FINAL DAYANE SAMARA DE CARVALHO.pdf
Tamanho: 2354 Kb (2410934 bytes)
Criado: 11-10-2013 13:23
Atualizado: 11-10-2013 13:40
Visitas: 1450
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