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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Adsoro de cafena e paracetamol em carvo ativado funcionalizado
Ttulo [EN]: Adsorption of caffeine and paracetamol onto functionalized activated carbon
Autor(es): Osrio Moreira Couto Jnior
Palavras-chave [PT]:

Adsoro. Carvo ativado. Tratamento de resduos. Cafena. Paracetamol. Dureza da gua. Tratamento de guas. Indstria farmacutica. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Activated carbons. Caffeine. Paracetamol. Adsorption. Water hardness. Water treatment. Brazil.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Doutor em Engenharia Qumica
Banca:
Maria Anglica Simes Dornellas de Barros [Orientador] - UEM
Melissa Gurgel Adeodato Vieira - UNICAMP
Mara Heloisa Neves Olsen Scaliante - UEM
Vitor de Cinque Almeida - UEM
Marcelino Luiz Gimenes - UEM
Resumo:
Resumo: Devido aos grandes avanos tecnolgicos e consequentemente gerao de resduos de descarte contaminando o solo, gua e ar no planeta, fez-se necessrio linhas de pesquisa para o tratamento destes resduos. Uma das linhas de pesquisa a adsoro, processo usado como uma alternativa para o tratamento de efluentes contaminados com frmacos. O presente trabalho consistiu no estudo da remoo de cafena e paracetamol em solues aquosas por adsoro em carves ativados, sem funcionalizao, com funcionalizaes em cido ntrico e em atmosfera inerte. Os carves preparados laboratorialmente a partir coco de babau e dend e o carvo ativado comercial, Norit, mostraram que os carves podem ser considerados como alternativas para tratamentos de guas. As caracterizaes realizadas foram ponto de carga zero, adsoro/dessoro de N2, e microanalise elementear. A capacidade de adsoro desses carves foram avaliadas, sendo que entre os carves de origem vegetal, o carvo ativado de babau funcioanlizado em atmosfera inerte, foi o que apresentou a maior capacidade, de aproximadamente 102 mg/g e 187 mg/g para paracetamol e cafena, respecitvamente. As cinticas de adsoro da cafena e paracetamol apresentaram um melhor ajuste equao cintica de pseudo-segunda ordem, sendo que tambm se avaliou o modelo de pseudo-primeira ordem, indicando que a difuso das molculas atravs da camada limite a etapa limitante e que a adsoro por ocorrer por quimissoro. Os dados de equilbrio de um modo geral apresentaram um melhor ajuste ao modelo de Freundlich e Langmuir e permitiram confirmar os resultados obtidos nos ensaios cinticos. Para a anlise das isotermas foram aplicadas equaes e modelos utilizados em sistemas de adsoro em fase lquida. Realizou-se ajustes no lineares tentando, avaliado por funes de erro, de forma a normalizar os graus de liberdade e permitir comparar os resultados obtidos pelos vrios ajustes. O estudo da influncia da dureza da gua na adsoro da cafena e paracetamol, em carves ativados em atmosfera inerte, mostraram uma interferncia significativa dos ons Ca+2 e Mg+2 no processo de adsoro, diminuindo a eficincia e aumentando a velocidade de remoo. A fim de verificar a capacidade de dessoro do paracetamol, os parmetros avaliados na dessoro do paracetamol foram o tempo de contato e concentrao inicial dos regenerantes, sendo os produtos utilizados para realizar a dessoro a gua, NaOH, lcool metlico, e lcool etlico. Para representar a dinmica de adsoro em coluna de leito fixo foi utilizado o modelo de Silva (2001) em que foram consideradas como etapas controladoras da transferncia de massa a difuso no filme externo e a difuso nas partculas. Os resultados mostraram que o modelo representou satisfatoriamente a dinmica de troca inica em todos os casos investigados.

Abstract: Due to great technological advances and to the resulting generation of residues contaminating the soil, water and air of our planet, it has become necessary to develop innovative lines of research for the treatment of industrial pollutants. One such line of research is adsorption, a process that has been used as an alternative for the treatment of effluents containing drugs. The present work was focused on the removal of caffeine and paracetamol in aqueous solutions by adsorption on activated carbon, without functionalization, functionalization in nitric acid and inert atmosphere. The lab-made carbons prepared from babassu and dend coco and commercially available activate carbon, indicating that the laboratory carbons can be considered as alternatives for water treatment. The characterizations were carried point of zero charge, adsorption/desorption of N2, and elemental analysis. The adsorption capacity of these activated carbons was evaluated, and among vegetal carbons, the babassu functionalization in inert atmosphere was the the most capacity of approximately 102 mg/g and 187 mg/g for paracetamol e cafena, caffeine and paracetamol, respectively. The adsorption kinetics of caffeine and paracetamol presented a better adjustment to the pseudo-second order kinetic equation, the pseudo-first orde weas also evaluated. Indicating that diffusion of molecules through the boundary layer is the rate limiting step for adsorption and chemisorption occur. The equilibrium results presented a better adjustment to the Freundlich and Langmuir model and allow to confirm the results obtained in the kinetic assays. In the analysis of various isotherms were applied different equations by non-linear adjustments. Error functions were evaluated in order to standardize the degrees of freedom, allowing comparing the results obtained by the models. The study of the influence of water hardness in the adsorption caffeine and paracetamol, functionalized carbons in an inert atmosphere, showed a significant interference of the ions Ca+2 e Mg+2 in the adsorption process, decreasing the efficiency and increasing the rate of removal. To verify the ability of the paracetamol desorption, the parameters evaluated in the desorption of the paracetamol were contact time, and initial concentration of regenerants, and products used to perform the desorption water, NaOH, methyl alcohol, and ethyl alcohol. For the representation of the dynamic of adsorption in fixed bed column, was used Silva (2001) model that considered the diffusion in external film, and diffusion particles as controller steps of mass transfer. The results showed the model represented properly the dynamic of adsorption in all of the cases investigated.
Data da defesa: 28/11/2014
Cdigo: vtls000222596
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2014
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Maria Anglica Simes Dornellas de Barros
Co-Orientador: Prof. Dr. Pedro Augusto Arroyo; Prof. Dr. Edson Antnio da Silva
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Tecnologia. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Tese (doutorado em Engenharia Qumica)
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: elaine
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese - Osorio - Verso Final.pdf
Tamanho: 3449 Kb (3531579 bytes)
Criado: 28-06-2016 09:50
Atualizado: 28-06-2016 09:57
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