Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva Júnior, Benone Ferreira
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21472
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.114
Resumo: Cachaça is a typical Brazilian beverage, obtained by the distillation of the fermented of sugarcane juice, with an alcoholic strength of 38% to 48% v/v at 20°C. The cachaças homemade or “artesanais” are characterized in the majority by being produced in stills of copper, but the excess of this compound in the human body can be harmful to health. The national legislation establishes a maximum concentration of 5 mg/L of copper in cachaça, for the exportation this concentration should not exceed 2 mg/L. With the objective of reducing the concentration of copper in cachaça, the present work aims at the chemical activation of the charcoal from wood Eucalyptus urograndi, through the activating agent ZnCl2 and temperature of thermal treatment at 600°C, to be used as adsorbent in the removal of copper present in artisanal cachaça. For the activation procedure, the charcoal was crushed and separated in granulometries smaller than 0.15 mm, 0.15 to 0.500 mm and 0.50 to 1.00 mm in sieves. In the characterization of the activated charcoal (CVA) produced, one of the important aspects analyzed was the specific surface area, which was obtained a significant increase for all granulometries. An adsorption equilibrium study was realized for each granulometry of the CVA, to evaluate the percentage of copper removal in cachaça contaminated with 100 mg/L, varying the contact time between 15 and 240 minutes at the temperature of 20 and 60°C, in the proportion of 1:50 (grams of CVA: volume in mL of cachaça). The best copper removal result was 24.83% for CVA in granulometry from 0.50 to 1.00 mm in the time of 240 minutes at 20°C. Statistical planning showed that all factors analyzed, counting time, temperature and particle size have a significant effect on the copper removal response in the experimental range worked. Isotherm and adsorption kinetics graphs were prepared for the adsorption equilibrium capacity and saturation time, which presented results of 2.25 mg/g and 120 minutes, respectively. The Langmuir model was the one that best represents the experimental data in the isotherm, in kinetics the best model was the Elovich. In relation to adsorption thermodynamics, the parameters showed that the process is physical, spontaneous, exothermic and with a small degree of organization. The treatment of the contaminated cachaça with 10 mg/L of copper in the fixed bed was not satisfactory for the CVA produced, because it presented low capacity of copper removal and increase in the acidity content.
id UFU_e837b00530badae153074f6c8a3ff238
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/21472
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanalPreparation of activated charcoal from vegetable charcoal and its evaluation in the copper adsorption process present in cachaçaCachaçaCachaçaCobreCopperAdsorçãoAdsorptionCarvão vegetal ativadoActivated charcoalCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICACachaça is a typical Brazilian beverage, obtained by the distillation of the fermented of sugarcane juice, with an alcoholic strength of 38% to 48% v/v at 20°C. The cachaças homemade or “artesanais” are characterized in the majority by being produced in stills of copper, but the excess of this compound in the human body can be harmful to health. The national legislation establishes a maximum concentration of 5 mg/L of copper in cachaça, for the exportation this concentration should not exceed 2 mg/L. With the objective of reducing the concentration of copper in cachaça, the present work aims at the chemical activation of the charcoal from wood Eucalyptus urograndi, through the activating agent ZnCl2 and temperature of thermal treatment at 600°C, to be used as adsorbent in the removal of copper present in artisanal cachaça. For the activation procedure, the charcoal was crushed and separated in granulometries smaller than 0.15 mm, 0.15 to 0.500 mm and 0.50 to 1.00 mm in sieves. In the characterization of the activated charcoal (CVA) produced, one of the important aspects analyzed was the specific surface area, which was obtained a significant increase for all granulometries. An adsorption equilibrium study was realized for each granulometry of the CVA, to evaluate the percentage of copper removal in cachaça contaminated with 100 mg/L, varying the contact time between 15 and 240 minutes at the temperature of 20 and 60°C, in the proportion of 1:50 (grams of CVA: volume in mL of cachaça). The best copper removal result was 24.83% for CVA in granulometry from 0.50 to 1.00 mm in the time of 240 minutes at 20°C. Statistical planning showed that all factors analyzed, counting time, temperature and particle size have a significant effect on the copper removal response in the experimental range worked. Isotherm and adsorption kinetics graphs were prepared for the adsorption equilibrium capacity and saturation time, which presented results of 2.25 mg/g and 120 minutes, respectively. The Langmuir model was the one that best represents the experimental data in the isotherm, in kinetics the best model was the Elovich. In relation to adsorption thermodynamics, the parameters showed that the process is physical, spontaneous, exothermic and with a small degree of organization. The treatment of the contaminated cachaça with 10 mg/L of copper in the fixed bed was not satisfactory for the CVA produced, because it presented low capacity of copper removal and increase in the acidity content.Dissertação (Mestrado)Cachaça é uma bebida típica do Brasil, obtida pela destilação do mosto fermentado da cana-de-açúcar, com graduação alcoólica de 38% a 48% v/v, a 20°C. As cachaças artesanais são caracterizadas em sua maioria por serem produzidas em alambiques de cobre, porém o excesso desse composto no organismo humano pode ser prejudicial à saúde. A legislação nacional estabelece uma concentração máxima de 5 mg/L de cobre na cachaça, para a exportação essa concentração não deve ultrapassar os 2 mg/L. Com o objetivo de reduzir a concentração do cobre na cachaça artesanal, o presente trabalho visa à ativação química do carvão vegetal da madeira Eucalyptus urograndi, através do agente ativante ZnCl2 e temperatura de tratamento térmico a 600°C, para ser utilizado como adsorvente na remoção do cobre presente na cachaça artesanal. Para o procedimento de ativação, o carvão vegetal foi triturado e separado em peneiras nas granulometrias menor que 0,15 mm, de 0,15 a 0,50 mm e 0,50 a 1,00 mm. Na caracterização do carvão vegetal ativado (CVA) produzido, um dos aspectos importantes analisados foi a área superficial específica, que obteve um aumento significante para todas as granulometrias. Um estudo de equilíbrio de adsorção foi realizado para cada granulometria do CVA, para avaliar o percentual de remoção do cobre na cachaça contaminada com 100 mg/L, variando o tempo de contato entre 15 a 240 minutos na temperatura de 20 e 60°C, na proporção de 1:50 (gramas do CVA: volume em mL de cachaça). O melhor resultado de remoção do cobre apresentado foi de 24,83%, para o CVA na granulometria de 0,50 a 1,00 mm no tempo de 240 minutos a 20 °C. Um planejamento estatístico constatou que todos os fatores analisados, tempo de contado, temperatura e granulometria tem efeito significativo na resposta de remoção do cobre na faixa experimental trabalhada. Gráficos de isoterma e cinética de adsorção foram elaborados para análise da capacidade de adsorção em equilíbrio e tempo de saturação do CVA, que apresentou resultados de 2,25 mg/g e 120 minutos, respectivamente. O modelo de Langmuir foi o que melhor representou os dados experimentais na isoterma, na cinética o melhor modelo foi o de Elovich. Em relação à termodinâmica de adsorção, os parâmetros mostraram que o processo é de natureza física, espontâneo, exotérmico e com um pequeno grau de organização. O tratamento da cachaça contaminada com 10 mg/L de cobre no leito fixo não foi satisfatório para o CVA produzido, pois apresentou baixa capacidade de remoção do cobre e aumento no teor de acidez.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaAtaíde, Carlos Henriquehttp://lattes.cnpq.br/1181660568548980Coutinho Filho, UbirajaraPereira, Marina SeixasOliveira, Tiago José PiresSilva Júnior, Benone Ferreira2018-06-05T16:54:21Z2018-06-05T16:54:21Z2017-11-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA JÚNIOR, Benone Ferreira. Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal. 2017. 74 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, 2018.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21472http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.114porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2020-01-23T06:03:05Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/21472Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2020-01-23T06:03:05Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
Preparation of activated charcoal from vegetable charcoal and its evaluation in the copper adsorption process present in cachaça
title Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
spellingShingle Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
Silva Júnior, Benone Ferreira
Cachaça
Cachaça
Cobre
Copper
Adsorção
Adsorption
Carvão vegetal ativado
Activated charcoal
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
title_full Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
title_fullStr Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
title_full_unstemmed Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
title_sort Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal
author Silva Júnior, Benone Ferreira
author_facet Silva Júnior, Benone Ferreira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ataíde, Carlos Henrique
http://lattes.cnpq.br/1181660568548980
Coutinho Filho, Ubirajara
Pereira, Marina Seixas
Oliveira, Tiago José Pires
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva Júnior, Benone Ferreira
dc.subject.por.fl_str_mv Cachaça
Cachaça
Cobre
Copper
Adsorção
Adsorption
Carvão vegetal ativado
Activated charcoal
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
topic Cachaça
Cachaça
Cobre
Copper
Adsorção
Adsorption
Carvão vegetal ativado
Activated charcoal
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description Cachaça is a typical Brazilian beverage, obtained by the distillation of the fermented of sugarcane juice, with an alcoholic strength of 38% to 48% v/v at 20°C. The cachaças homemade or “artesanais” are characterized in the majority by being produced in stills of copper, but the excess of this compound in the human body can be harmful to health. The national legislation establishes a maximum concentration of 5 mg/L of copper in cachaça, for the exportation this concentration should not exceed 2 mg/L. With the objective of reducing the concentration of copper in cachaça, the present work aims at the chemical activation of the charcoal from wood Eucalyptus urograndi, through the activating agent ZnCl2 and temperature of thermal treatment at 600°C, to be used as adsorbent in the removal of copper present in artisanal cachaça. For the activation procedure, the charcoal was crushed and separated in granulometries smaller than 0.15 mm, 0.15 to 0.500 mm and 0.50 to 1.00 mm in sieves. In the characterization of the activated charcoal (CVA) produced, one of the important aspects analyzed was the specific surface area, which was obtained a significant increase for all granulometries. An adsorption equilibrium study was realized for each granulometry of the CVA, to evaluate the percentage of copper removal in cachaça contaminated with 100 mg/L, varying the contact time between 15 and 240 minutes at the temperature of 20 and 60°C, in the proportion of 1:50 (grams of CVA: volume in mL of cachaça). The best copper removal result was 24.83% for CVA in granulometry from 0.50 to 1.00 mm in the time of 240 minutes at 20°C. Statistical planning showed that all factors analyzed, counting time, temperature and particle size have a significant effect on the copper removal response in the experimental range worked. Isotherm and adsorption kinetics graphs were prepared for the adsorption equilibrium capacity and saturation time, which presented results of 2.25 mg/g and 120 minutes, respectively. The Langmuir model was the one that best represents the experimental data in the isotherm, in kinetics the best model was the Elovich. In relation to adsorption thermodynamics, the parameters showed that the process is physical, spontaneous, exothermic and with a small degree of organization. The treatment of the contaminated cachaça with 10 mg/L of copper in the fixed bed was not satisfactory for the CVA produced, because it presented low capacity of copper removal and increase in the acidity content.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-11-24
2018-06-05T16:54:21Z
2018-06-05T16:54:21Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVA JÚNIOR, Benone Ferreira. Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal. 2017. 74 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, 2018.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21472
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.114
identifier_str_mv SILVA JÚNIOR, Benone Ferreira. Preparação do carvão ativado a partir do carvão vegetal e sua avaliação no processo de adsorção do cobre presente em cachaça artesanal. 2017. 74 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia. Uberlândia, 2018.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21472
http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.114
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711349603106816