Remoção de corante por biossorvente em coluna de leito fixo: modelagem e simulação

• Autor(a) principal: Franciskievicz, Alana Caroline
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11520
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Indústria têxtil; Resíduos industriais; Corantes e tingimento; Águas residuais - Purificação; Textile industry; Factory and trade waste; Dyes and dyeing; Sewage - Purification

A indústria têxtil apresenta um dos mais elevados índices de consumo específico de água por unidade de massa de produto, gerando efluente rico em corantes. Dentre os métodos de remoção de corantes destaca-se a adsorção. Porém, sua aplicação em escala industrial requer adsorventes disponíveis em grandes quantidades e cuja aplicação seja economicamente viável. Sob tal motivação, o presente trabalho visou investigar a utilização de bagaço de malte como biossorvente alternativo na remoção do corante têxtil Neolan Preto WA em coluna de leito fixo que, devido a complexidade de projeto, verifica-se a importância de modelos matemáticos. Primeiramente, realizou-se o preparo do biossorvente por secagem a 60°C durante 24 horas, moagem e peneiramento. Realizou-se a caracterização do bagaço de malte por analises de teor de cinzas, teor de umidade, teor de matéria volátil, teor de carbono fixo, ponto de carga zero, microscopia eletrônica de varredura (MEV), isotermas de adsorção de dessorção de N2 (BET/BJH) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Verificou-se que as melhores condições para a remoção do corante ocorreram em pH=8 e tamanho de partículas entre 48-60 mesh. Realizou-se estudos de equilíbrio de adsorção em batelada, onde constatou-se que o modelo de Langmuir foi o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais, com capacidade máxima de adsorção igual a 64,34 mg/g. Além disso, realizou-se estudos cinéticos em batelada onde constatou-se que o modelo de Pseudo-Segunda Ordem representa melhor os dados experimentais, com tempo de equilíbrio de 25 horas. O modelo matemático foi obtido por balanços de massa diferenciais do corante nas fases líquida (efluente) e sólida (adsorvente) sendo que no caso da fase sólida, utilizou-se o modelo da Isoterma de Langmuir e de Isoterma de Freundlich para formar os dois modelos testados. Por meio dos dados experimentais de biossorção em coluna de leito fixo de 10 cm de altura obteve-se tempo de saturação do biossorvente de 6 horas. Por fim, concluiu-se que o modelo que melhor descreve a adsorção do corante Neolan Preto WA por bagaço de malte em coluna de leito fixo é o que considera a Isoterma de Langmuir para descrever a concentração de corante na fase sólida, bem como a dispersão axial, sendo a capacidade máxima de adsorção obtida no ajuste de 527,36 mg/g.