Utilização de resíduos de grãos de cervejaria na absorção do corante reativo azul 5G em soluções aquosas: sistemas batelada e leito fixo

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dc.contributor.advisor-co1Seolatto, Araceli Aparecida
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1495882445078650eng
dc.contributor.advisor1Freitas, Fernanda Ferreira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0883086742146577eng
dc.contributor.referee1Freitas, Fernanda Ferreira
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dc.contributor.referee2Seolatto, Araceli Aparecida
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1495882445078650eng
dc.contributor.referee3Ostroski, Indianara Conceição
dc.contributor.referee4Oliveira, Sérgio Botelho de
dc.creatorCosta, Fabíola Melazo Amorim Silva
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5613064367909461eng
dc.date.accessioned2020-03-19T11:59:37Z
dc.date.issued2020-02-06
dc.description.abstractThe textile sector is a major consumer of freshwater and its growing development results in the generation of large quantities of potentially toxic waste in watercourses, representing a serious threat to man and the environment. Biological treatment does not always present an effective solution for this type of effluent, leading to the need to use alternative treatment processes. Adsorption is an option that stands out due to its high efficiency and versatility, provided that a viable adsorbent is used for industrial application. This work aimed to study the adsorption of Reactive Blue 5G dye (RB5G), in a batch and fixed-bed system, using brewer spent grains (BSG) as an adsorbent. The adsorbent was characterized by particle size analysis, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, and point of zero charge. A rotational central composite design (RCCD) was carried out in the study of batch adsorption and a complete factorial planning for the fixed bed, seeking to find conditions that could favor the dye adsorption process. The characterizations showed that BSG is a heterogeneous material, with an irregular surface and with the presence of pores, in addition to having functional groups on its surface that may be involved in the adsorption process. The adsorption kinetics was obtained, presenting an adsorption equilibrium time of approximately 24 h and a dye removal of 91.5%. Batch adsorption kinetics data were fitted to the pseudo- first-order and pseudo-second-order models, and the pseudo-second-order model was the one that best fitted the experimental data. The result of the statistical design performed for the batch system indicated that the dye adsorption capacity by the BSG was favored when the highest temperature values and lowest values of pH and mean particle diameter (MPD) were used. The adsorption isotherm was obtained under conditions capable of maximizing the result of adsorption capacity, and its data were adjusted to the Langmuir and Freundlich models. The Langmuir model was the one that best adjusted the isotherm data, reaching a maximum adsorption capacity of 83.42 mg g-1 . Considering fixed-bed adsorption, the statistical planning used showed that lower flow rates, associated with higher temperatures and adsorbent masses, resulted in a better performance of the adsorption column. The equilibrium data for the fixed bed were found and presented a good fit for both the Langmuir model and the Freundlich model, which may suggest the coexistence of chemical and physical adsorption. In general, the BSG showed good results for the adsorption of the dye RB5G, thus being an alternative for the removal of this dye.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2020-03-18T20:14:24Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fabíola Melazo Amorim Silva Costa - 2020.pdf: 3265731 bytes, checksum: c5c861778345eb7f6a1099ae838054aa (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)eng
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dc.description.resumoO setor têxtil é um grande consumidor de água doce e seu crescente desenvolvimento resulta na geração de grandes quantidades de resíduos potencialmente tóxicos nos cursos d’água, representando grave ameaça ao homem e ao meio ambiente. O tratamento biológico nem sempre apresenta uma solução eficaz para este tipo de efluente, levando à necessidade de utilização de processos de tratamento alternativos. A adsorção é uma opção que se destaca devido a sua alta eficiência e versatilidade, desde que seja utilizado um adsorvente viável para aplicação industrial. Este trabalho teve como objetivo estudar a adsorção do corante Reativo Azul 5G (RA5G), em sistema batelada e leito fixo, utilizando como adsorvente resíduos de grãos de cervejaria (RGC). O adsorvente foi caracterizado por meio de análise granulométrica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica e ponto de carga zero. Foi realizado um delineamento composto central rotacional (DCCR) no estudo da adsorção em batelada e um planejamento fatorial completo para o leito fixo, buscando encontrar condições que pudessem favorecer o processo de adsorção do corante. As caracterizações mostraram que o RGC é um material heterogêneo, com superfície irregular e com presença de poros, além de possuir grupos funcionais em sua superfície que podem estar envolvidos no processo de adsorção. A cinética de adsorção foi obtida, apresentando um tempo de equilíbrio de adsorção de aproximadamente 24 h e uma remoção de corante de 91,5 %. Os dados da cinética de adsorção em batelada, foram ajustados aos modelos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem, sendo que, o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. O resultado do delineamento estatístico realizado para o sistema em batelada, indicou que a capacidade de adsorção do corante pelo RGC foi favorecida quando se utilizou os maiores valores de temperatura e os menores valores de pH e diâmetro médio de partícula (DMP) estudados. A isoterma de adsorção foi obtida sob condições capazes de maximizar o resultado de capacidade de adsorção, e seus dados foram ajustados aos modelos de Langmuir e Freundlich. O modelo de Langmuir foi o que melhor ajustou os dados da isoterma, alcançando uma capacidade máxima de adsorção de 83,42 mg g -1 . Considerando a adsorção em leito fixo, o planejamento estatístico utilizado mostrou que, menores vazões, associadas a maiores temperaturas e massas de adsorvente, resultam em um melhor desempenho da coluna de adsorção. Os dados de equilíbrio para o leito fixo foram encontrados e apresentaram um bom ajuste tanto para o modelo de Langmuir, quanto para o modelo de Freundlich, podendo sugerir a coexistência da adsorção química e física. De um modo geral, o RGC apresentou bons resultados para a adsorção do corante RA5G, sendo assim, uma alternativa para a remoção deste corante.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESeng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationCOSTA, Fabíola Melazo Amorim Silva. Utilização de resíduos de grãos de cervejaria na absorção do corante reativo azul 5G em soluções aquosas: sistemas batelada e leito fixo. 2020. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2020.eng
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/10447
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Química - IQ (RG)eng
dc.publisher.initialsUFGeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Química (IQ)eng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectPlanejamento estatísticopor
dc.subjectAdsorçãopor
dc.subjectBiossorventespor
dc.subjectResíduo de grãos de cervejariapor
dc.subjectCorante reativo azul 5Gpor
dc.subjectEfluente têxtilpor
dc.subjectStatistical planningeng
dc.subjectAdsorptioneng
dc.subjectBiosorbentseng
dc.subjectBrewer spent grainseng
dc.subjectTextile effluenteng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAeng
dc.titleUtilização de resíduos de grãos de cervejaria na absorção do corante reativo azul 5G em soluções aquosas: sistemas batelada e leito fixoeng
dc.title.alternativeUse of brewery spent grain in the adsorption of reactive blue 5G dye in water solutions: batch and fixed-bed systemseng
dc.typeDissertaçãoeng

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