ESTUDO DO RECOBRIMENTO DE PARTÍCULAS DE VIDRO COM QUITOSANA EM LEITO FLUIDIZADO E SUA APLICAÇÃO NA ADSORÇÃO DE CORANTE SINTÉTICO
Autor: Daniele Costa da Silva (Currículo lattes)
Resumo
As indústrias têxteis são caracterizadas pelo alto consumo de água em suas etapas de processamento, e também pela elevada geração de efluentes líquidos contendo corantes, acarretando grandes transtornos ao meio ambiente. O biopolímero quitosana, por sua vez, apresenta alta capacidade de adsorção, podendo ser imobilizado em matrizes sólidas e aplicado à remoção de corantes em leito fixo. O recobrimento de partículas com uma suspensão à base de quitosana em leito fluidizado se torna interessante, visto que esse proporciona altas transferências de calor e massa, garantindo qualidade e eficiência no processo de recobrimento. Neste cenário, o objetivo deste trabalho foi o estudar o recobrimento de esferas de vidro com quitosana em leito fluidizado, e sua posterior aplicação na adsorção em leito fixo do corante reativo preto 5 em solução aquosa. Os ensaios de recobrimento foram realizados com esferas de vidro de diâmetro médio de 1 mm. No estudo da eficiência do processo avaliaram-se os efeitos da temperatura do ar de entrada e a formulação da suspensão de recobrimento. Inicialmente, os parâmetros envolvidos no processo de recobrimento no leito fluidizado, como a vazão de suspensão, velocidade relativa e temperatura do ar de entrada, foram determinados em ensaios prévios, a fim de detectar a melhor condição de operação do equipamento. As esferas revestidas foram aplicadas em ensaios de adsorção dinâmicos. Foram analisados os efeitos do pH, e o comportamento cinético da adsorção pela construção de curvas de ruptura e ajuste de modelos dinâmicos. Os resultados mostraram que os maiores percentuais de recobrimento foram obtidos para a temperatura de 80ºC e suspensão composta apenas por quitosana. Determinou-se a faixa ótima de operação em uma vazão de solução de 6 mL min-1, velocidade relativa do ar de 1,6 e temperatura de ar de fluidização de 80ºC, para um tempo de processo de 25 min, pressão de atomização de 0,1 MPa e carga de partículas de 1,3 kg. Nestas condições o percentual de recobrimento foi de 94,3%. A coluna de adsorção apresentou o melhor desempenho para as esferas revestidas pela suspensão composta apenas por quitosana na temperatura de 80ºC e solução de corante em pH 3, a qual obteve-se tempo de ruptura de 12,9 h, máxima capacidade de adsorção de 631,4 mg g-1 e ZTM de 4,1 cm. Os modelos BDST (bed–depth–service–time), Thomas e Yoon–Nelson foram adequados para representar os dados experimentais. Diante disso, o recobrimento de esferas de vidro com quitosana em leito fluidizado para aplicação como adsorvente de corante em leito fixo mostrou-se promissor no processo de purificação de soluções aquosas contendo corante.