Publicação

Regeneração de carvões ativados saturados com compostos farmacêuticos

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A crescente relevância dos processos de adsorção em carvões ativados, nomeadamente para controlo de fármacos (PhAC) no tratamento de águas, requer a avaliação da sua regeneração para aumentar a sustentabilidade e diminuir os custos associados. Neste trabalho estudou-se a adsorção de dois PhAC (cafeina e paracetamol) em carvões ativados granulares (GAC) - cGAC (comercial) e GAC/PNS (preparado em laboratório a partir de casca de pinhão). Nos sistemas GAC/PhAC, avaliaram-se os perfis cinéticos, capacidade de adsorção e eficiência de regeneração, estudando o efeito do tamanho da partícula (425-300 ou 850-600 μm) e agente de regeneração térmica (N2 ou Steam). Os ensaios cinéticos revelaram maior celeridade para a cafeína, mas o equilíbrio é sempre atingido às 24h, seguindo uma cinética de pseudo-segunda ordem. Os resultados de equilíbrio ajustam-se ao modelo de Langmuir, revelando uma capacidade de adsorção superior para o GAC/PNS comparativamente ao cGAC (cafeína: 400 versus 250 mg/g; paracetamol: 394 versus 200 mg/g). Os ensaios de saturação/regeneração/reutilização revelaram influência de vários fatores na eficiência de regeneração (RE). As partículas de GAC 850-600 μm permitem RE superiores (cafeína: 95,6-91,6%; paracetamol: 78,8-61,8%). A regeneração térmica em N2 versus Steam, potencia melhores RE (cafeina: 98,5-81,9% versus 154,0-53,6%; paracetamol: 78,8-33,5% versus 60,0-25,6%). A perda de massa é menor na regeneração com Steam versus N2 (13-26% versus 18-46%). O GAC/PNS 850-600 μm apresenta melhor RE para N2 (cafeína: 88,0-76,2%; paracetamol: 68,0-62,3%) e Steam (cafeína: 101,5- 91,0%; paracetamol: 69,8-69,7%) do que o cGAC. Ao longo dos ciclos de regeneração ocorre a diminuição gradual da área superficial e da microporosidade dos GAC, sem alterações relevantes da química superficial no cGAC, contrariamente ao GAC/PNS. A regeneração de GAC depende de múltiplos fatores com o adsorvato a desempenhar um papel crucial, assim a otimização dos processos de regeneração para GAC saturados com adsorvatos menos propensos à regeneração reveste-se da maior importância.
Autores principais:	Leandro, Filipe Monteiro
Assunto:	Carvão ativado granular (GAC) Cafeína Paracetamol Adsorção Regeneração térmica Teses de mestrado - 2023
Ano:	2023
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso embargado
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	A crescente relevância dos processos de adsorção em carvões ativados, nomeadamente para controlo de fármacos (PhAC) no tratamento de águas, requer a avaliação da sua regeneração para aumentar a sustentabilidade e diminuir os custos associados. Neste trabalho estudou-se a adsorção de dois PhAC (cafeina e paracetamol) em carvões ativados granulares (GAC) - cGAC (comercial) e GAC/PNS (preparado em laboratório a partir de casca de pinhão). Nos sistemas GAC/PhAC, avaliaram-se os perfis cinéticos, capacidade de adsorção e eficiência de regeneração, estudando o efeito do tamanho da partícula (425-300 ou 850-600 μm) e agente de regeneração térmica (N2 ou Steam). Os ensaios cinéticos revelaram maior celeridade para a cafeína, mas o equilíbrio é sempre atingido às 24h, seguindo uma cinética de pseudo-segunda ordem. Os resultados de equilíbrio ajustam-se ao modelo de Langmuir, revelando uma capacidade de adsorção superior para o GAC/PNS comparativamente ao cGAC (cafeína: 400 versus 250 mg/g; paracetamol: 394 versus 200 mg/g). Os ensaios de saturação/regeneração/reutilização revelaram influência de vários fatores na eficiência de regeneração (RE). As partículas de GAC 850-600 μm permitem RE superiores (cafeína: 95,6-91,6%; paracetamol: 78,8-61,8%). A regeneração térmica em N2 versus Steam, potencia melhores RE (cafeina: 98,5-81,9% versus 154,0-53,6%; paracetamol: 78,8-33,5% versus 60,0-25,6%). A perda de massa é menor na regeneração com Steam versus N2 (13-26% versus 18-46%). O GAC/PNS 850-600 μm apresenta melhor RE para N2 (cafeína: 88,0-76,2%; paracetamol: 68,0-62,3%) e Steam (cafeína: 101,5- 91,0%; paracetamol: 69,8-69,7%) do que o cGAC. Ao longo dos ciclos de regeneração ocorre a diminuição gradual da área superficial e da microporosidade dos GAC, sem alterações relevantes da química superficial no cGAC, contrariamente ao GAC/PNS. A regeneração de GAC depende de múltiplos fatores com o adsorvato a desempenhar um papel crucial, assim a otimização dos processos de regeneração para GAC saturados com adsorvatos menos propensos à regeneração reveste-se da maior importância.