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dc.creatorMachado, Lauren Marcilene Maciel
dc.date.accessioned2021-12-10T13:04:26Z
dc.date.available2021-12-10T13:04:26Z
dc.date.issued2020-02-13
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23222
dc.description.abstractContamination of water by organic compounds can cause damage to the environment and to humans. Adsorption is a promising process for removing these pollutants. In addition, the adsorbents used can be regenerated. Agricultural residues are a great alternative as routes for the production of adsorbents, as is the case with barley malt bagasse, residue generated during beer production. The residues present both in the farming and in the industrial areas present a high volume of disposal and low application. Thermo-chemical conversion by pyrolysis is one of the alternatives used for the recovery of this residue. In search of alternative solutions the objective of this work was to evaluate the potential of a by-product of the brewing industry through the pyrolysis reaction, and to apply the solid fraction obtained in the removal of effluents containing emerging contaminants. The treatment of these contaminants, such as chlorophenols, through the adsorption process is more effective when using biochars produced by alternative routes (use of waste at no cost and with great availability), such as malt bagasse. The malt bagasse was initially pyrolyzed under different experimental conditions of temperature and isotherm time. For this, a 2k factorial design was used. The experimental optimum condition considering the higher yield of biochar, associated with a greater specific surface area was activated and later the biochars were used for adsorption. The optimal pyrolysis conditions resulted in a temperature of 500 ºC and an isotherm time of 10 min. In this condition, the yields of biochar and pyrolytic oil were 29.7 and 33.89 % m m–1, respectively. The biochar had a mesoporous character with a specific surface area of 6.5 m2 g–1 and the pyrolytic oil obtained is composed mainly of aromatic oxygenated compounds, with palmitic acid being the product with the largest share (27.3%). After the investigation phase of the pyrolysis reaction, biochar activations, characterized as mesoporous, physical activation with (CO2) and chemistry (ZnCl2), revealed surface areas of 161 m² g–1 and 545 m² g–1, respectively. For both activated biochars, the adsorption of 2-chlorophenol was favored under acidic conditions, with the highest adsorption capacity obtained for the biochar activated with ZnCl2. The kinetics and isotherms were represented by the pseudo-second order and Freundlich models, respectively. The maximum adsorption capacity of the ZnCl2 activated biochar was 150 mg g–1. The process was spontaneous and endothermic. The regeneration of the biochar with ZnCl2 was 52.7 mg g–1, for 5 cycles. The ZnCl2 activated biochar exhibited 98% efficiency in the treatment of industrial effluents containing 2-chlorophenol. In summary, this work demonstrated that an available and problematic residue, the malt bagasse, can be simultaneously converted into a mesoporous biochar, into a pyrolytic oil rich in palmitic acid and also into an activated biochar with high potential for the treatment of effluents containing 2-chlorophenol.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectBagaço de malte de cevadapor
dc.subjectPirólisepor
dc.subjectBiocharpor
dc.subjectAdsorçãopor
dc.subject2-Clorofenolpor
dc.subjectMalt bagasse of barleyeng
dc.subjectPyrolysiseng
dc.subjectAdsorptioneng
dc.subject2-Chlorophenoleng
dc.titlePirólise de resíduos cervejeiros para a produção de adsorventespor
dc.title.alternativePyrolysis of brewery wastes for adsorbents productioneng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoA contaminação de águas por compostos orgânicos pode causar danos ao meio ambiente e ao ser humano. A adsorção é um processo promissor para a remoção desses poluentes. Além disto, os adsorventes utilizados podem ser regenerados. Resíduos agrícolas são uma ótima alternativa como precursores na produção de adsorventes, como é o caso do bagaço de malte, resíduo gerado durante a produção cervejeira. Os resíduos presentes tanto no campo, como nas áreas industriais apresentam grande volume de descarte e baixa aplicação. A conversão termoquímica por pirólise é uma das alternativas utilizadas para a valorização desse resíduo. Em busca de soluções alternativas, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de um subproduto da indústria cervejeira através da reação de pirólise, e aplicar a fração sólida obtida na remoção de efluentes contendo contaminantes emergentes. O tratamento destes contaminantes, como os clorofenóis, através do processo de adsorção é mais eficaz quando se utilizam biochars produzidos por rotas alternativas (utilização de resíduos sem custo e com grande disponibilidade), como por exemplo, o bagaço de malte. O bagaço de malte inicialmente foi pirolisado sob diferentes condições experimentais de temperatura e tempo de isoterma. Para tal, um planejamento fatorial do tipo 2k foi utilizado. A condição ótima experimental considerando o maior rendimento de biochar, associado a maior área superficial específica foi ativada e posteriormente os biochars foram utilizados para adsorção. As condições ótimas de pirólise resultaram na temperatura de 500 ºC e tempo de isoterma de 10 min. Nesta condição, os rendimentos de biochar e óleo pirolítico foram 29,7 e 33,89 %m m-1, respectivamente. O biochar apresentou caráter mesoporoso com área superficial específica de 6,5 m2 g–1 e o óleo pirolítico obtido é composto majoritariamente por compostos aromáticos oxigenados, sendo o ácido palmítico o produto com maior participação (27,3%). Posterior a etapa de investigação da reação de pirólise, produziram-se as ativações dos biochars, caracterizados como mesoporosos. A ativação física com (CO2) e química (ZnCl2), revelaram áreas superficiais de 161 m² g –1 e 545 m² g–1, respectivamente. Para ambos os biochars ativados, a adsorção do 2-clorofenol foi favorecida sob condições ácidas, com a maior capacidade de adsorção obtida para o biochar ativado com ZnCl2. A cinética e as isotermas foram representadas pelos modelos de pseudo-segunda ordem e Freundlich, respectivamente. A capacidade máxima de adsorção do biochar ativado com ZnCl2 foi de 150 mg g– 1. O processo foi espontâneo e endotérmico. A regeneração do biochar com ZnCl2 foi de 52,7 mg g–1, por 5 ciclos. O biochar ativado com ZnCl2 exibiu uma eficiência de 98% no tratamento de efluentes industriais contendo 2-clorofenol. Em resumo, este trabalho demonstrou que um resíduo disponível e problemático, o bagaço de malte, pode ser convertido simultaneamente em um biochar mesoporoso, em um óleo pirolítico rico em ácido palmítico e ainda em um biochar ativado com alto potencial de utilização para o tratamento de efluentes contendo 2-clorofenol.por
dc.contributor.advisor1Dotto, Guilherme Luiz
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5412544199323879por
dc.contributor.advisor-co1Perondi, Daniele
dc.contributor.referee1Collazzo, Gabriela Carvalho
dc.contributor.referee2Rodrigues, Luciana Machado
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3885733523099490por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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