Compartilhamento |
![]() ![]() |
Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/6019
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Avaliação da adsorção de impurezas do glicerol usando resíduos de gengibre (Zingiber officinale Roscoe) como adsorvente |
Título(s) alternativo(s): | Evaluation of the adsorption of glycerol impurities using ginger (Zingiber officinale Roscoe) residues as adsorbent |
Autor: | Silva, Ana Carolina da ![]() |
Primeiro orientador: | Mendes, Marisa Fernandes |
Primeiro coorientador: | Vilas Bôas, Renata Nazaré |
Primeiro membro da banca: | Mendes, Marisa Fernandes |
Segundo membro da banca: | Pereira, Cristiane de Souza Siqueira |
Terceiro membro da banca: | Silva, Leonardo Duarte Batista da |
Resumo: | A atual preocupação com as mudanças climáticas e a dependência pelo consumo de combustíveis fósseis tem despertado a atenção para o desenvolvimento de energias renováveis. Nesse contexto, o biodiesel tem sido considerado um substituto alternativo do diesel devido às suas vantagens ambientais, econômicas e sociais. No entanto, a indústria de biodiesel tem enfrentado alguns desafios como a produção excedente de glicerol. Como o glicerol é obtido como subproduto dos processos de transesterificação, ele apresenta muitas impurezas responsáveis por sua baixa qualidade. Além disso, a produção de glicerol está se tornando maior que a demanda, diminuindo ainda mais seu valor econômico. Entre as diferentes técnicas para a purificação de glicerol, a adsorção tem sido apontada como uma tecnologia apropriada devido ao baixo custo, à facilidade de operação e a possibilidade de reutilização de biochars. Apesar de haver uma tendência crescente no emprego de adsorventes alternativos nos processos de adsorção, há uma escassez de informações sobre o emprego dessas biomassas na purificação do glicerol, o que torna interessante a avaliação da capacidade adsorvente de resíduos, como os de gengibre, na remoção de impurezas deste subproduto. Neste estudo, a adsorção foi primeiramente usada com o adsorvente tratado termicamente e, após conhecer as melhores condições operacionais, sua capacidade de adsorvente foi comparada com alguns adsorventes comerciais (argila e carvão ativado comercial). O estudo continuou com a aplicação do resíduo de gengibre após tratamento químico. Com isso, os estudos de adsorção foram realizados para avaliar o efeito do tempo de contato (0 a 10 min para 30 mg/L e 0-150 s para 60 e 90 mg/L), massa adsorvente (0, 05 g), temperatura (25, 35 e 45 °C) e concentração inicial de glicerol (30, 60 e 90 mg/L). Para obter a taxa e os dados de equilíbrio, foram realizados ensaios em batelada em um balão erlenmeyer de 125 mL com 25 mL de solução de glicerina de várias concentrações variando de 30 a 90 mg/L, sob agitação de 180 rpm. O equilíbrio foi alcançado rapidamente, sugerindo que a velocidade de adsorção de impurezas foi governada pela adsorção física. A modelagem cinética mostrou que o mecanismo de adsorção foi descrito satisfatoriamente pelos modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e Elovich, indicando que as etapas controladoras do processo são descritas simultaneamente por fissisorção e quimissorção. A isoterma de Freundlich melhor ajustou os dados de equilíbrio, indicando que a adsorção é heterogênea com a formação de multicamadas. Os resultados do estudo termodinâmico indicaram que o sistema é endotérmico, não espontâneo e com aumento da aleatoriedade na interface adsorvente/adsorbato. O resíduo de gengibre, tratado termicamente, apresentou uma alta capacidade adsorvente semelhante à argila e superior ao carvão ativado comercial e ao próprio gengibre após tratamento químico |
Abstract: | The current concern about climate change and the dependence on fossil fuel has been drawing attention for the renewable energies development. In this context, biodiesel has been considered as an alternative substitute for diesel fuel due to its environmental, economical and social advantages. However, biodiesel industry has been facing some challenges due to the high volume of glycerol produced with many impurities; because of that, it has a low economic value. Due to that, there are different techniques for glycerol purification, and the adsorption has been pointed out as a promising and efficient technology in the removal of color and impurities of glycerol. Another advantages are its low cost, easy operation and the possibility to reuse the biochars. Nowadays, there is a trend to reutilize natural products as alternative adsorbents in different adsorption processes. However, there is a lack of information about the use of these type of biomasses, specifically in glycerol purification. So, the motivation of this work was the evaluation of the adsorbent capacity of ginger residues in the removal of glycerol impurities. The adsorption was initially done using the adsorbent with thermal treatment. Using the best operational conditions, the adsorbent capacity was compared with the residues after the chemical treatment, and with the commercial adsorbents as clay and commercial activated carbon. The batch adsorption studies were carried out in order to evaluate the effect of contact time (0 to 10 min for 30 mg/L and 0-150 s for 60 and 90 mg/L), adsorbent mass (0.05 g), temperature (25, 35 and 45 °C), and initial glycerol concentration (30, 60 and 90 mg/L). In order to obtain the rate and the equilibrium data, the experiments were conducted in a 125 mL erlenmeyer flask with 25 mL of glycerin solution of various concentrations ranging from 30 to 90 mg/L, under agitation of 180 rpm. The equilibrium was quickly reached suggesting that the speed of the adsorption was controlled by physisorption. The kinetic modelling showed that the pseudo-first order, pseudo second order and Elovich models well represented the process, indicating that the controlling steps could be described by physisorption and chemisorption simultaneously. The Freundlich isotherm best fitted the equilibrium data, implying that the adsorption was heterogeneous with multi-layers. The results of the thermodynamic study indicated that the system was endothermic, non-spontaneous, and happened with an increase in the randomness at the interface adsorbent/adsorbate. The thermal treated ginger residues showed a great adsorbent capacity similar to clay and superior to commercial activated carbon and ginger after chemical treatment. |
Palavras-chave: | Isoterma de equilíbrio Cinética Biodiesel MEV Equilibrium isotherm Kinetics Biodiesel MEV |
Área(s) do CNPq: | Engenharia Química |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UFRRJ |
Departamento: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | SILVA, Ana Carolina da. Avaliação da adsorção de impurezas do glicerol usando resíduos de gengibre (Zingiber officinale Roscoe) como adsorvente. 2020. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2020, . |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/6019 |
Data de defesa: | 30-Abr-2020 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Química |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
2020 - Ana Carolina da Silva.pdf | 2020 - Ana Carolina da Silva | 4,54 MB | Adobe PDF | ![]() Baixar/Abrir Pré-Visualizar |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.