@PHDTHESIS{ 2020:238955917, title = {Biocarvão do osso de tilápia: obtenção e aplicação na remoção de poluentes emergentes}, year = {2020}, url = "https://tede.unioeste.br/handle/tede/7193", abstract = "O osso de tilápia é um resíduo subaproveitado e abundante na região oeste do Paraná, em função do grande número de psiculturas. Assim sendo, este trabalho teve como objetivo o aproveitamento dos ossos como matéria-prima para a obtenção de biocarvão, visando especificamente a sua aplicação como material adsorvente alternativo. Inicialmente foram investigadas as condições de obtenção e ativação (química e física) do biocarvão, em seguida foi realizada a caracterização em relação a área superficial e tamanho de poros (fisissorção de N2), morfologia (microscopia eletrônica de varredura - MEV), composição elementar (energia dispersiva de raios X - EDX), grupos funcionais (espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier – IV-TF), estrutura cristalográfica (dispersão de raios X – DRX) e ponto isoelétrico (pHPCZ). A capacidade adsortiva do biocarvão foi avaliada em testes de adsorção, realizados separadamente, com o corante reativo azul 5G e com o fármaco Tetraciclina, ambos considerados como poluentes emergentes. Foram realizados testes de adsorção em batelada (cinética e equilíbrio) e em coluna de leito fixo. Aos dados de equilíbrio foram ajustados modelos de isotermas amplamente utilizados na literatura. Ainda, três modelos matemáticos cinéticos fenomenológicos foram aplicados aos dados experimentais em sistema batelada, buscando uma melhor compreensão do processo de adsorção pelo biocarvão. Cada modelo cinético considerou apenas uma etapa limitante do processo global de adsorção, ou seja, do processo de transferência de massa (T.M.): (I) o primeiro levou em conta a resistência a T.M. do seio da fase líquida até a superfície do adsorvente (modelo RETM); (II) o segundo a resistência a T.M. da difusão intrapartícula (modelo RITM); e (III) o terceiro considera a adsorção nos sítios ativos e, possível, formação de multicamadas (modelo AMM). Utilizando os dados e parâmetros obtidos em sistemas batelada (cinética e equilíbrio), um modelo matemático para adsorção em coluna de leito fixo foi aplicado com a intenção de simular e prever o processo de adsorção em sistema contínuo. Os resultados mostram que o biocarvão de ossos de tilápia é um material bifásico, constituído por compostos de apatitas (Hidroxiapatita pura e carbonatada) (fase cristalina) e carbono (fase amorfa). Apresenta estrutura porosa complexa com predominância de mesoporos (diâmetro médio de poros de 8,9 nm) e área superficial de 124 m2 g-1. Os resultados dos testes de sorção mostram alta capacidade de remoção do corante (q ≈ 60 mg L-1) e do fármaco (q ≈ 120 mg L-1). Pelos valores de capacidade de remoção estimados dos dados obtidos em coluna de leito fixo, pode-se dizer que o biocarvão tem potencial para ser utilizado em processos de sorção em sistema contínuo. O modelo para coluna de leito fixo obteve boa previsão da tendência da formação das curvas de ruptura para o processo de adsorção do corante e da tetraciclina, tanto em baixas quanto em altas concentrações. A capacidade de predizer dados de coluna de leito fixo baseando-se nos parâmetros estimados do sistema batelada, mostra a importância dessa ferramenta no desenvolvimento de projetos para aumento de escala em processos de adsorção. A alta capacidade de adsorção dos poluentes avaliados, tanto no sistema batelada quanto em sistema contínuo, e as características físicas e químicas desejáveis evidenciam o grande potencial biocarvão obtido do resíduo ósseo de tilápia como possível alternativa a adsorventes comerciais.", publisher = {Universidade Estadual do Oeste do Paraná}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química}, note = {Centro de Engenharias e Ciências Exatas} }