17h30 - nehemias [modo de compatibilidade]

58
DESENVOLMENTO E APLICAÇAO DE ALGUNS PROCESSOS DE ADSORÇÃO EM ESCALA INDUSTRIAL Nehemias Curvelo Pereira DEQ/UEM UEM

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Page 1: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

DESENVOLMENTO E APLICAÇAO DE ALGUNS PROCESSOS DE ADSORÇÃO

EM ESCALA INDUSTRIAL

Nehemias Curvelo PereiraDEQ/UEM

UEM

Page 2: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

SUMÁRIO

Reflexão Inicial;

Remoção de Amônia dos Vapores dos Dutos dos Transportadores de Pás - Six/Petrobrás;

Purificação de Biodiesel Etílico;

Purificação de Glicerina Bruta;

Uso de Adsorventes Alternativos na Purificação de Alguns Materiais.

Page 3: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Reflexão Inicial

O homem é um agente de alteração dos ciclos naturais. As conquistas da humanidade causam perturbações no equilíbrio da natureza.

Essas mudanças ambientais estão diretamente relacionadas com o comportamento humano.

Page 4: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Entretanto o homem precisa continuamente de energia para sua sobrevivência.

Page 5: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

PROJETO – SIX / PETROBRAS

Coordenador: Nehemias Curvelo PereiraParticipantes: Pedro Augusto Arroyo

Marcelino Luiz GimenesDjeine Cristina Schiavon MaiaGiane Gonçalves Lenzi

Page 6: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

ADSORÇÃO DE NH3

Gás tóxico e corrosivo na presença de umidade;

No sistema respiratório, leva à retenção da urina;

No ar, causa irritação nos olhos;

No ambiente aquático, causa o crescimento excessivo de algas; tóxico concentrações 0,2 mg/L.

Page 7: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

PROCESSO SIX

Page 8: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Pré-tratamento

ESCOLHA DE ZEÓLITAS COMO ADSORVENTE

Eliminar impurezas provenientes da síntese e qualquer cátion de

compensação que não seja o sódio.

4 x

Peletizadas, Moídas - Diâmetro

Elutriadas

NaCl 1M por 1 h

4 x

Page 9: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

CARACTERIZAÇÃO DAS ZEÓLITAS

0 150 300 450 600 750 90020

30

40

50

60

70

80

90

100

-0,20

-0,16

-0,12

-0,08

-0,04

0,00

0,04

DA

TG

Mas

sa (

%)

Temperatura (oC)

ATG

Clinoptilolita nao tratada

DATG

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 150 300 450 600 750 900-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

Ma

ssa

(%

)

ATG

DA

TG

Temperatura (oC)

DATG Clinoptilolita Tratada

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 150 300 450 600 750 900

-0,28

-0,24

-0,20

-0,16

-0,12

-0,08

-0,04

0,00

0,04

DATG

DA

TG

Mas

sa (

%)

NaY nao tratada

ATG

Temperatura (oC)

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 150 300 450 600 750 900

-0,28

-0,24

-0,20

-0,16

-0,12

-0,08

-0,04

0,00

0,04

DT

A

Ma

ssa

(%

)

NaY tratada

Temperatura (oC)

Sem pré-tratamento

Após o pré-tratamento

ANALISE TERMOGRAVIMÉTRICA

Page 10: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

In

ten

sida

de

(u.a

.)

2

Clinoptilolita sem tratamento

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Inte

nsi

dad

e (

u.a

.)

2

Clinoptilolita após tratamento

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Inte

nsid

ade

(u.a

.)

2

Nay sem Tratamento

Difração de Raios X (DRX)

Sem pré-tratamento

Após o pré-tratamento

Page 11: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Absorção atômica

ABERTURA DA AMOSTRA HNO3:HCl HF+

AQUECIMENTO (SOLUÇÃO LÍMPIDA)

H3BO3 (4%)

HCl +RESFRIAMENTO

DILUÍÇÃOLEITURA

Amostra %SiO2

(m/m)

% Al2O3

(m/m)

Si/Al

(molar)

Clinoptilolita 62,9 10,0 5,3

NaY 66,4 19,9 2,8

Page 12: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Diferentes concentrações NH3

Massa de zeólita de 200 mg (NaY )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

40

80

120

160

200

Concentração de Amônio 1000 ppm 5000 ppm

Co

nce

ntr

ão

(N

H4 m

g/L

)

Tempo (min)

TESTES PRELIMINARES - BATELADA

T=30 oC

Page 13: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

ZeólitaConcentração de amônia

10000 ppm 25000 ppm

Massa (g) C[NH3]

(ppm)Massa (g) C[NH3]

(ppm)

Clinoptilolita0,1005 115,4 0,1033 568,1

0,5019 45,3 0,5035 526,6

1,0223 22,8 1,0018 304,5

NaY0,1042 62,3 0,1010 508,7

1,0119 17,8 1,0315 136,2

2,0004 9,4 2,0032 70,9

TESTES PRELIMINARES - BATELADA

Page 14: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE EQUILÍBRIO

Zeólita NaY (200mg)Concentraçao 1000 ppm

0 50 100 150 200 250 300 350 4000

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

0 50 100 150 200 250 300 350 4000

20

40

60

80

100

120

140

Co

nce

ntr

aça

o d

e A

nia

(m

g/L

)

tempo (min)

T=30 oC

Page 15: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

0 50 100 150 200 250 300 3500

500

1000

1500

2000

2500

3000

50 100 150 200 250 300 350100

150

200

250

300

350

400

450

500

Clinoptilolita NaY

C (

mg

NH

3/L)

t (min)

Tbanho

=30oC

DETERMINAÇÃO DO TEMPO DE EQUILÍBRIO

200mg de Zeólita - Tbanho= 30 ºC Concentração 3000 ppm

Page 16: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

5

10

15

20

25

30

35

40

Tbanho

(oC)

20 30 40

q (

me

q a

ds

orv

ida

/ma

ssa

ze

ólit

a)

C (meq/L)

NaY

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

5

10

15

20

25

30

35

40

Tbanho

(oC)

20 30 40

q (

me

q a

dso

rvid

a/m

ass

a ze

ólit

a)

C (meq/L)

Clinoptilolita

ISOTERMAS DE ADSORÇÃO

Predomínio de adsorção em multicamada

Page 17: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

0 5 10 15 20 25 30 35 400

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

NaY

Tbanho

=20oC

C (meq/L)

q (m

eq a

dso

rvid

o/ m

assa

de

zeó

lita) Experimental

Freundlich Langmuir

0 5 10 15 20 25 30 35 400

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

NaY

Tbanho

=30oC

C (meq/L)

q (

me

q ad

sorv

ido

/ mas

sa d

e ze

ólit

a)

Experimental Langmuir Freundlich

0 5 10 15 20 25 30 35 400

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

C (meq/L)

q (m

eq

adso

rvid

o/ m

ass

a d

e ze

ólita

) Experimental Freundlich Langmuir

NaY

Tbanho

=40oC

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

5

10

15

20

25

30

35

40

Experimental Langmuir Freundlich

q (

ma

ssa

ad

sorv

ida

/ m

ass

a z

lita

)

C(meq/L)

Clinoptilolita

Tbanho

=20oC

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0

5

10

15

20

25

30

35

40

C(meq/L)

q (

ma

ssa

ad

sorv

ida

/ ma

ssa

ze

ólit

a)

Clinoptilolita

Tbanho

=30oC

Experimental Freundlich Langmuir

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

5

10

15

20

25

30

q (

ma

ssa

ads

orvi

da

/ mas

sa z

eólit

a)

Clinoptilolita

Tbanho

=40oC

C(meq/L)

Experimental Langmuir Freundlich

ZEÓLITA CLINOPITILOLITA

ZEÓLITA NaY

AJUSTE AOS MODELOS DE LANGMUIR E FREUNDLICH

Page 18: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

TROCA IÔNICA DINÂMICA

Page 19: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

TROCA IÔNICA DINÂMICA

Condições de operação ótimas

Vazão (10 mL/min)

Diâmetro de partícula

(0,149<dp<0,210 mm)

Trabalhos anterioresdo grupo LATI/UEM

CURVAS DE RUPTURA

Condições Experimentais

4g de zeólita Tbanho=30oC

Efluente Sintético / Efluente Real

Page 20: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

0 20 40 60 80 100 120 140

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Clinoptilolita NaY

Co

nc

en

tra

ção

(C

/Co)

Tempo (min)

CURVAS DE RUPTURA – EFLUENTE SIX /PETROBRÁS

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Zeólita H

(cm)

HUNB

(cm)

Uitu

(mg/g)

Uitu/ Ui

tt

NaY 14,0 0,39 1,92 0,03

Clinoptilolita 4g 9 0,73 4,54 0,08

Clinoptilolita 6g 11,0 1,05 6,01 0,09

PARÂMETROS CALCULADOS NA TROCA IÔNICA DE AMÔNIA

EFLUENTE REAL

Page 22: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Tabela 1: Resultados de espectroscopia de absorção atômica para amostra coletada na SIX.

CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA DOS VAPORES DO DUTO TRANSPORTADOR DE PÁ – SIX/ PETROBRAS

Demanda Química de Oxigênio

* Legislação efluentes líquido para Industria química e petroquímica DQO < 250 mg/L

DQO = 1155 mgL-1

DQO = 1135 mgL-1

MetalAgo/10Amostras

Al(mg/L)

B(mg/L)

Ba(mg/L)

Ca(mg/L)

Cd(mg/L)

Co(mg/L)

Cu(mg/L)

Hg(mg/L)

1 0,138 194,14 0,379 n.d. 0,007 0,057 0,094 3,653

2 0,181 145,28 0,256 n.d. 0,009 0,056 0,071 2,697

média 0,1595 169,71 0,3175 n.d. 0,008 0,0565 0,0825 3,175

MetalAgo/10Amostras

Fe(mg/L)

K(mg/L)

Mn(mg/L)

Ni(mg/L)

Pb(mg/L)

Si(mg/L)

Zn(mg/L)

1 0,052 0,081 0,005 0,049 0,146 0,365 0,1362 0,038 0,077 0,006 n.d. 0,162 0,221 0,137

média 0,045 0,079 0,0055 0,049 0,154 0,293 0,1365

Page 23: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Tabela 2: Resultados de espectroscopia de absorção atômica para amostra 2 coletada na SIX.

CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA DOS VAPORES DO DUTO TRANSPORTADOR DE PÁ – SIX/ PETROBRAS

Metaljan/11Amostras

B(mg/L

)

Ba(mg/L)

Ca(mg/L)

Cu(mg/L)

Hg(mg/L)

Fe(mg/L)

K(mg/L)

1 0 0,609 4,11 0,182 0,0105 0,22 0,1392 0 0,902 5,58 0,170 0,0099 0,12 0,129

média 0 0,755 4,845 0,176 0,0102 0,17 0,134

MetalJan/11Amostras

Pb(mg/L)

Si(mg/L)

Zn(mg/L)

1 0,013 0,09 0,3042 0 0 0,322

média 0,0065 0,045 0,313

Page 24: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Local da Coleta Concentração de Amônia (mg/L)

Amostra da água coletada no dreno TP-23001 A 127,76

Amostra da água coletada no dreno TP-23001 B 121,93

Amostra de água na chaminé dos TP 1333,88

CARACTERIZAÇÃO DAS AMOSTRAS SIX/PETROBRAS

Nitrogênio amoniacal total 20,0 mg/L

RESOLUÇÃO CONAMA no 397, de 3 de abril de 2008

Page 25: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

➣ Existe grande disponibilidade dos adsorventes, no mercado nacional, a um custo acessível;

➣ A construção dos equipamentos do processo apresenta baixo grau de complexidade;

➣ Os custos de montagem, operação e construção dos equipamentos, são mais baixos do que de outras tecnologias de separação;

➣ O processo apresenta facilidade e possibilidade de acompanhamento em todas as suas etapas;

O scale-up do processo é viável para a demanda existente na planta industrial da SIX.

CONCLUSÕES DESTE PROJETO

Page 26: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

PURIFICAÇÃO DE BIODIESEL ETÍLICO POR ADSORÇÃO

Coordenador: Nehemias Curvelo PereiraParticipantes: Marcelo Fernandes Vieira

Douglas Rafael Aguiar

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

PROJETO – BSBIOS / PETROBRAS

Page 27: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Unidade de transesterificação da BSBIOS - PETROBRAS no Paraná

Capacidade de produção de 288 milhões de litros por ano

Page 28: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

➣ Escolha do adsorvente- Carvão de ossos.

➣ Modificação e caracterização do adsorvente- Tratamento químico do carvão com solução ácido nítrico por uma hora a 60⁰C.

- Determinação do pH;- Microscopia Eletrônica de Varredura;- Difrações de Raios X;- Espectroscopia de Infravermelho;

- Área Superficial, Diâmetro e Volume de Poros, por Adsorção de N2, em BET.

CARACTERIZAÇÃO DO ADSORVENTE

Page 29: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA

Carvão não tratado Carvão tratado

Page 30: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

DIFRAÇOES DE RAIOS X

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

0

200

400

600

800

1000

1200

Ângulo de Bragg, 2Thete (grau)

Inte

nsi

da

de

20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 700

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

Ângulo de Bragg 2(theta)

Inte

nsi

dad

e

Carvão tratado

Carvão não tratado Picos de Hidroxiapatita e Calcita

Page 31: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

ESPECTROSCOPIA DE INFRAVERMELHO

Carvão não tratado

Carvão tratado

OH – 600 a 3400 cm-1

NO3 – 1500 cm-1

CO3[2-](Calcita) – 1750 cm-1

PO4[2-](Hidroxiapatita) – 1000 cm-1

Page 32: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

ADSORÇÃO DE NITROGÊNIO

Caracterização física dos adsorventes

Parâmetro Não Tratado Tratado

Área Superficial (m2/g) 104,3 235,6

Diâmetro de poros (Å) 30,56 27,19

Volume de microporos (cm3/g) 0,051 0,116

Área de microporos (m2/g) 144,2 326,4

Material Mesoporoso

Page 33: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

CINÉTICA DA ADSORÇÃO

Ajuste dos modelos aos dados experimentais

Modelo de pseudo-segunda ordem com R2 = 0,9759

Page 34: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

CARACTERIZAÇÃO DO BIODIESEL PURIFICADO

Propriedade Amostra Limite ANP

Densidade a 25⁰C (g/cm³) 0,874 ± 0,0001 0,850 - 0,900

Viscosidade a 40⁰C (cP) 3,42 3,0 - 6,0

Acidez (%) 0,444 ± 0,016 0,5 max

Umidade (%) 0,444 ± 0,016 0,5 max

Glicerol (%) 0,0013 0,02 max

Teor de éster (%) 95,95 ± 1,13 96,5

Page 35: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

➣ O pH do adsorvente tem grande influência na qualidade do biodiesel produzido;

➣ A presença de etanol residual no meio da solução favoreceu a adsorção de glicerina livre pelo carvão ativado;

➣ A produção de um biodiesel de qualidade depende das demais etapas do processo produtivo;

➣ As características finais do biodiesel demonstram o potencial do processo de adsorção proposto.

CONCLUSÕES DESTE PROJETO

Page 36: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

PURIFICAÇÃO DA GLICERINA BRUTA PROVENIENTE DA PRODUÇÃO DE

BIODIESEL

Coordenador: Nehemias Curvelo Pereira

Participantes: Janaína Fernandes Medeiros

Maria Carolina Sérgi Gomes

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

PROJETO – BSBIOS / PETROBRAS

Page 37: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Parâmetros de cor da glicerina bruta

• Marrom escuro

• Impurezas

• Óleos vegetais

• Pigmentos » Clorofilas e carotenoides

Bruta Pura - PA

Page 38: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Caracterização das glicerinas

• Presença de ácidos graxos livres e saponificados, provenientes doprocesso de produção do biodiesel.

Análises experimentais Glicerina bruta Glicerina PA

Índice de Acidez (mgKOH g-1) 3,09 ± 0,27 0,01 ± 0,00

pH 6,37 ± 0,20 3,98 ± 0,06

Massa específica (g cm-³) 1,27 ± 0,00 1,26 ± 0,00

Teor de glicerol (%) 78,90 ± 0,59 95,08 ± 0,37

Viscosidade cinemática (mm² s-1) 216,34 ± 7,05 548,62 ± 16,47

Cinzas (%) 8,29 ± 0,04 0,07 ± 0,01

Teor de umidade (%) 9,96 ± 0,08 1,32 ± 0,02

Page 39: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

39

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Abs

orbâ

ncia

Comprimento de onda (cm-1)

Glicerina PA Glicerina bruta

1650

3290

2930

2880

1400

1330

1215

1100

920

1040

925

Caracterização das glicerinas - FTIR

Grupo carbonila

C-H

–OH

–CH

–COH

–CO (álcool primário)

(álcool secundário)

–OH

Page 40: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Caracterização do adsorvente

• 74,88 % tem diâmetro > 0,044 mm• 25,12 % têm diâmetro < 0,044 mm.

Análises Metodologias Adsorvente

Número de iodo (mg g-1) ABNT NBR 12075 856,56

Umidade (%) ABNT NBR 12077 7,74

Cinzas (%) IT-PA-04 7,40

Granulometria (% retido) ABNT NBR 12073 74,88 (#325 mesh)

pH IT-PA-08 5,74

Page 41: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

41

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Qua

ntid

ade

adso

rvid

a(c

gST

P-1)

Pressão relativa (P Po-1)

Adsorção

Dessorção

Caracterização do adsorvente

• Caminhos diferentes – histerese – mesoporos.• Histerese tipo H4 – poros tipo fenda.• tipo I(b) - sólidos microporosos com superfícies externas relativamente pequenas.

• Caracterização textural

Page 42: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Propriedades texturais Carvão ativado

Área específica (m2 g-1) 809,20 ± 7,40

Volume de poros total (cm3 g-1) 0,50 ± 0,04

Volume de microporos (cm3 g-1) 0,41 ± 0,00

Volume de mesoporos (cm3 g-1) 0,13 ± 0,06

Porcentagem de microporos (%) ~82 %

Porcentagem de mesoporos (%) ~26 %

Diâmetro médio de poros2,45 ± 0,22 nm

24,54 ± 2,16 Å

Diâmetro dos microporos1,54 ± 0,06 nm

15,40 ± 0,60 Å

Diâmetro dos mesoporos3,23 ± 0,18 nm

32,27 ± 1,83 Å

Caracterização do adsorvente

Page 43: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

• Microscopia eletrônica de varredura

• Estrutura irregular.• Furos tubulares ao longo da superfície.

Caracterização do adsorvente

450 x 1500 x

Page 44: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

• Espectrometria de energia dispersiva de raios-x (EDS)

• Quantidades menores de:

• Enxofre• Potássio

• Gokce et al. (2014):• 90,21% de carbono• 8,44% de oxigênio• 1,35% de fósforo

• A presença de silício podeser proveniente do pinus,do qual o carvão é feito.

• Quantidades maiores de:

• Carbono• Oxigênio

• Silício• Fósforo

Caracterização do adsorvente

Page 45: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Caracterização do adsorvente

• Ponto de carga zero

• Este valor de pH tendendo àneutralidade, indica que apresença do carvão ativado nãoaltera o pH da solução na qual éimerso.

• Sistemas que apresentam valores:• pH<pHpcz: carga superficial

positiva no carvão.• pH>pHpcz: superfície do

material com caráter negativo.

(AL-DEGS et al., 2008).

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

pH f

inal

pH inicial

7,05 ± 0,03

Page 46: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

46

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

50 100 150 200 235

Rem

oção

de

β-ca

rote

no (

mg

g-1)

Velocidade de agitação (rpm)

Purificação da glicerina bruta por adsorção• Velocidade de agitação

50 100 150 200 235

Page 47: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

47

0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,8

0 100 200 300

Rem

oção

de

β-ca

rote

no (

mg

g-1)

Tempo (min)

30 g/L

50g/L

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

0 50 100 150 200 250 300

q (

mg

g-1)

Tempo (min)

30 g/L

50 g/L

Purificação da glicerina bruta por adsorção• Cinética de adsorção

1 5 10 20 30 60 90 120 180 240 300

24h: 25,4 ± 0,2 mg g-1

Page 48: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Modelos Parâmetros Valores Erro

30

g L

-1

Pseudo-primeira ordem

qe (mg g-1) 50,8 0,72

k1 (min-1) 0,6 0,06

r2 0,97 -

chi-square 5,77 -

Pseudo-segunda ordem

qe (mg g-1) 53,01 0,52

k2 (g mg-1 min-1) 0,02 0,001

r2 0,99 -

chi-square 2,17 -

50

g L

-1

Pseudo-primeira ordem

qe (mg g-1) 35,19 0,44

k1 (min-1) 0,53 0,05

r2 0,98 -

chi-square 2,13 -

Pseudo-segunda ordem

qe (mg g-1) 36,76 0,63

k2 (g mg-1 min-1) 0,02 0,003

r2 0,97 -

chi-square 3,08 -

Purificação da glicerina bruta por adsorção• Cinética de adsorção

Interação mais forte entre

adsorvente e adsorvato

Page 49: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Purificação da glicerina bruta por adsorção

• Isotermas de adsorção

5 10 30 50 70 100 150

5 10 30 50 70 100 150 200

5 10 30 50 70 100 150 200

25°C

40°C

60°C0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,8

0 50 100 150 200

Rem

oção

de β

-ca

rote

no(m

g g-1

)

Concentração de adsorvente (g L-1)

25 °C

40 °C

60 °C

Page 50: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

0

100

200

300

400

500

600

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

q (m

g g-1

)

Ce (mg g-1)

25°C40°C60°C

Purificação da glicerina bruta por adsorção

• Isotermas de adsorção

Endotérmico

Interação entre adsorvente e adsorvato é forte.

Inclinação convexa: favorável.

Tipo I: superfície do adsorvente possui alta afinidade pelo soluto.

Page 51: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Glicerina adsorvida

Glicerina PA Glicerina bruta

Viscosidade cinemática (mm² s-1) 159,05 ± 2,57 548,62 ± 16,47 216,34 ± 7,05Teor de glicerol (%) 78,62 ± 0,39 95,1 ± 0,4 78,9 ± 0,6Acidez (mgKOH/g) 0,041 ± 0,000 0,01 ± 0,00 0,31 ± 0,05Umidade (%) 13,79 ± 0,7 1,32 ± 0,02 9,96 ± 0,08pH 4,68 ± 0,10 3,98 ± 0,06 6,37 ± 0,20 Remoção de cor (%) 100,00 100,00 0,00β-caroteno (mg g-1) 0,00 0,00 2,20 ± 0,44

Purificação da glicerina bruta por adsorção

• Caracterização da glicerina

Page 52: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

As melhores condições operacionais para a purificação da glicerina por adsorção foram:

➣ Velocidade de agitação de 200 rpm;

➣ Equilíbrio atingido a partir de 30 min;

➣ Concentração de adsorvente de 30 g L-1;

➣ Maior capacidade de adsorção obtida na temperatura de 60 °C;

➣ Remoção de 100 % da cor da glicerina bruta.

CONCLUSÕES DESTE PROJETO

Page 53: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

Uso de Adsorventes Alternativos na Purificação de Alguns Materiais

1. Clarificação do Caldo de Cana-de-Açúcar por Adsorção com Carvão Ativado Proveniente do Bagaço de Cana

Coordenador: Nehemias Curvelo PereiraParticipantes: Gilberto da Cunha Gonçalves

Elisabete Scolin Mendes

2. Tratamento de Efluentes Têxteis por Adsorção em Bagaço de Laranja Coordenador: Nehemias Curvelo Pereira

Participantes: Leila Denise Fiorentin FerrariSueli Teresa Davantel de BarrosAparecido Nivaldo Módenes

3. Utilização do Epicarpo e do Mesocarpo de Coco Verde e da Casca de Banana na Bioadsorção de Íons Fluoreto

Coordenador: Nehemias Curvelo PereiraParticipante: César Augusto Canciam

Page 54: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

AGRADECIMENTOS

Ao Comitê organizador do EBA 2018

Na pessoa de seu presidente

Prof. Dr. Guilherme Luiz Dotto

Page 55: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

APOIO

Page 56: 17H30 - NEHEMIAS [Modo de Compatibilidade]

CONTATO

Prof. Dr. Nehemias Curvelo PereiraUniversidade Estadual de MaringáDepartamento de Engenharia QuímicaCampus UniversitárioAv. Colombo, 5790, Bloco D90CEP. 97020-900 - Maringá-PRTELEFONE: (044) 3011-4780E-mail : [email protected]

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