Avaliação experimental da habilidade do carvão ativado em adsorver cafeína multiplas vezes

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Hübner, Júlia Viola Matzenbacher
• Orientador(a): Feris, Liliana Amaral
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Cafeína; Adsorção; Solventes; Carvão ativado; Acetato de etila
• Palavras-chave em Inglês: Adsorption; Caffeine contamination; Activated carbon regeneration; Solvent regeneration; Ethyl acetate
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/213172

A identificação de poluentes emergentes do meio ambiente nos recursos hídricos e a incerteza de seus impactos, incentivou a busca por técnicas de tratamento de efluentes capazes de remover efetivamente essa classe de poluentes da água. Entre os poluentes emergentes, inclui-se a cafeína, produto de alto consumo mundial que pode ser encontrado em bebidas, alimentos e composições farmacêuticas. Entre várias técnicas existentes, a adsorção em carvão ativado apresenta potencial para remoção dessa classe de poluentes. O processo apresenta como uma vantagem, a possibilidade de reaproveitamento do sorvente através de sua regeneração. No entanto, à medida que o sólido é submetido a sucessivos ciclos de adsorção-regeneração, há uma redução gradual da capacidade adsortiva do carvão ativado. Assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar a habilidade do carvão ativado em absorver cafeína múltiplas vezes, a fim de verificar a capacidade de reuso do mesmo. Acetato de etila, etanol, ácido clorídrico e hidróxido de amônio foram utilizados como promotores da dessorção da cafeína do sólido saturado. Foram avaliadas as condições ideais para a remoção de cafeína na faixa de pH de 2,00 a 10,00, concentração de sólido sorvente de 0 a 25 gL-1 e tempo de contato de 10 a 120 min, a eficiência de dessorção dos solventes avaliados e a habilidade do carvão ativado em realizar ciclos de adsorção-regeneração. Avaliou-se o uso de um solvente fresco a cada ciclo de regeneração e, para tornar o processo mais econômico e ecológico, a mesma solução de solvente. Os resultados mostraram que a maior remoção de cafeína foi observada em pH natural, aproximadamente 7, tempo de residência de 50 min e concentração de adsorvente de 10 g.L-1. Os solventes que continham acetato de etila na composição apresentaram melhores resultados. Para sete adsorções seguidas, utilizando sempre um solvente fresco obteve-se uma eficiência de regeneração de 95% e 68% quando o mesmo volume de solvente é utilizado. Assim, conclui-se que o processo de adsorção com carvão ativado granular comercial é eficaz na remoção de cafeína de soluções aquosas, podendo tratar um grande volume de solução com o mesmo sólido quando regenerado por um solvente com acetato de etila na composição, trocando o montante de solvente após alguns ciclos.