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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28955| Título: | Valorização do biossorvente de bagaço de cana-de-açúcar pós adsorção: dessorção e potencial energético |
| Título(s) alternativo(s): | Valorization of post-adsortion sugarcane bagasse biosorbent: desorption and energy potential |
| Autor(es): | Galdino Junior, Ronaldo Vieira |
| Orientador(es): | Souza, Fernanda Batista de |
| Palavras-chave: | Bagaço de cana Adsorção Corantes Combustão Bagasse Adsorption Combustion Colorings matter |
| Data do documento: | 10-Dez-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Francisco Beltrao |
| Citação: | GALDINO JUNIOR, Ronaldo Vieira. Valorização do biossorvente de bagaço de cana-de-açúcar pós adsorção: dessorção e potencial energético. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Francisco Beltrão, 2021. |
| Resumo: | Visando a valorização dos resíduos agroindustriais e com o objetivo de agregar valor a este subproduto da indústria, foi estudado a utilização do bagaço da cana-de-açúcar quimicamente tratado no processo de adsorção de um efluente sintético contaminado com corante Neolan Preto WA. O primeiro processo realizado foi a adsorção, a qual apresentou resultados satisfatórios, com qe,adsorção de 6,32 (mg.g-1) e porcentagem de remoção de 94,8% do corante. Em seguida foi realizado o estudo da cinética de dessorção do corante, buscando conhecer sua eficiência e porcentagem de remoção do corante agora contido na superfície do bagaço. Para este foram realizados dois ensaios com temperaturas diferentes, de 25°C e de 50°C. Para o procedimento realizado sob temperatura de 25°C, obteve-se um percentual de dessorção de 6,12% e um qe,dessorção de 0,32 (mg.g-1). Já para a outra temperatura testada, os resultados obtidos foram de 3,64% de eficiência de remoção e qe,dessorção de 0,19 (mg.g-1). Os dados obtidos após o processo de dessorção foram ajustados aos modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem utilizando o software SciDavis©. O modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais dos processos realizados em ambas as temperaturas mencionadas, apresentando coeficientes de correlação de 0,962 e 0,971, constante cinética de 0,060 e 0,277 e qe,dessorção de 0,329 e 0,211 para as temperaturas de 25 e 50°C, respectivamente. Para o estudo da estrutura da biomassa utilizada e os grupos funcionais nela presente, após o processo de adsorção, foram realizadas análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), onde através dos picos de transmitância, pôde-se identificar possíveis mudanças na estrutura do biossorvente após os ensaios de adsorção e dessorção. Para tanto, as análises de FTIR do mesmo biossorvente, porém in natura, foram utilizadas como base de comparação. Para o estudo do potencial energético do bagaço, foram realizadas as análises de composição imediata e combustão em analisador termogravimétrico. O cálculo do poder calorífico superior (PCS) também foi realizado, utilizando correlações encontradas na literatura. Da análise imediata, foram encontrados os percentuais de material volátil, cinzas e carbono fixo presentes, sendo esses valores de 83,18%, 1,72% e 15,10%, respectivamente. Os valores de PCS encontrados foram de 13,3 (MJ.kg-1) para a correlação de Demirbas (1997), de 14,81 para a de Cordero et al. (2001) e de 15,78 para a correlação de Jiménez;González (1991). Utilizando o software Universal Analysis©, foram encontradas as temperaturas características da combustão para a amostra de bagaço in natura e a pós-adsorção. Para a amostra in natura, obteve-se uma temperatura de ignição (Tig) de 260,38°C, temperatura de pico (Tp) de 314,98°C e temperatura de burnout de 505,20°C. A amostra pós-dessorção apresentou resultados de 298°C para Tig, Tp de 338°C e Tb de 520,32°C. Comparando os resultados para as amostras testadas, conclui-se que a que melhor apresentou resultados nas análises testadas, foi a amostra in natura. |
| Abstract: | Aiming at the valorization of agro-industrial residues and with the objective of adding value to this industry by-product, the use of chemically treated sugarcane bagasse in the adsorption process of a synthetic effluent contaminated with dye Neolan Black WA was studied. The first process performed was adsorption, which showed satisfactory results, with qe,adsorption of 6.32 (mg.g-1) and percentage of 94.8% of dye removal. Then, the study of the dye's desorption kinetics was carried out, seeking to know its efficiency and percentage of dye removal now contained on the bagasse surface. For this, two tests were carried out with different temperatures, of 25C and 50C. For the procedure performed under a temperature of 25C, a desorption percentage of 6.12% and a qe, desorption of 0.32 (mg.g-1) were obtained. On the other hand, for the other temperature tested, the obtained results were 3.64% of removal efficiency and qe,desorption of 0.19 (mg.g-1). Data obtained after the desorption process were fitted to the pseudo-first order and pseudo-second order kinetic models using the SciDavis© software. The pseudo-second order model was the one with the best fit to the experimental data of the processes performed in both mentioned temperatures, showing correlation coefficients of 0.962 and 0.971, kinetic constants of 0.060 and 0.277 and qe,desorption of 0.329 and 0.211 for temperatures of 25 and 50C, respectively. To study the structure of the biomass used and the functional groups present in it, after the adsorption process, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analyzes were performed, where, through the transmittance peaks, it was possible to identify possible changes on the biosorbent structure after the adsorption and desorption tests. For this, the FTIR analysis of the same biosorbent, but raw, were used. To study the energy potential of the bagasse, the proximate analysis and combustion in a thermogravimetric analyzer were performed. The calculation of the high heating value (SCV) was also performed, using correlations found in the literature. From the proximate analysis, the percentages of volatile matter, ash and fixed carbon were found, being these values 83.18%, 1.72% and 15.10%, respectively. The HHV values found were 13.3 (MJ.kg-1) for the correlation of Demirbas (1997), 14.81 for Cordero et al. (2001) and 15.78 for the correlation of Jiménez and González (1991). Using the Universal Analysis© software, the characteristic combustion temperatures were found for the raw and post-adsorption bagasse samples. For the raw sample, an ignition temperature (Tig) of 260.38C, a peak temperature (Tp) of 314.98C and a burnout temperature (Tb) of 505.20C were obtained. The post-desorption sample presented results of 298C for Tig, Tp of 338C and Tb of 520.32C. Comparing the results for the tested samples, it is concluded that the best sample for both the tested analyses, was the raw sample. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28955 |
| Aparece nas coleções: | FB - Engenharia Química |
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