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http://hdl.handle.net/1843/URMR-87QMYW| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Remoção de fenilalanina por adsorvente produzido a partir de torta prensada de grãos defeituosos de café |
| Authors: | Helia Luiza Marques Clark |
| First Advisor: | Adriana Silva Franca |
| First Referee: | Jane Selia dos Reis Coimbra |
| Second Referee: | Marcelo Borges Mansur |
| Third Referee: | David Lee Nelson |
| Abstract: | Grãos de café defeituosos prensados, resíduo da produção de biodiesel a partir de óleo de café, foram avaliados como materiais precursores para a produção de um adsorvente, com aplicação na remoção de fenilalanina em soluções aquosas. Os estudos de adsorção foram conduzidos a 25, 35 e 45 °C em sistema de batelada. Osefeitos da granulometria e concentração do adsorvente, tempo de contato, pH e concentração iniciais da solução de fenilalanina foram avaliados. Testes preliminares de adsorção apontaram a necessidade de ativação química do resíduo para aumentar a capacidade de adsorção, e indicaram que o fluxo de nitrogênio durante a carbonização influencia negativamente a capacidade de adsorção, pela perda degrupos funcionais na superfície em temperaturas baixas de carbonização. A adsorção de fenilalanina foi favorecida pela redução da granulometria do carvão. O efeito do pH inicial na eficiência de adsorção foi verificado na faixa de 2 a 10, e os resultados demonstraram que valores de pH muito ácidos desfavorecem a adsorção por repulsãoeletrostática. Com 6 h de contato o equilíbrio da adsorção foi alcançado para a faixa de concentração inicial de fenilalanina estudada. Os dados experimentais do equilíbrio de adsorção foram ajustados pelos modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich, Tempkin, Dubinin-Redushkevich (D-R) e Henderson, sendo que o modelo de Langmuir foi o que melhor representou os dados. O estudo cinético da adsorção foi determinadocom base nos ajustes dos modelos cinéticos de pseudo primeira ordem, primeira ordem reversível, pseudo segunda ordem, Elovich, Ritchie e difusão intrapartícula. O modelo de pseudo segunda ordem apresentou melhor descrição da adsorção de fenilalanina pelo adsorvente preparado. O processo foi avaliado como exotérmico eespontâneo nas temperaturas estudadas, com forças químicas e físicas envolvidas na adsorção. De modo geral, os grãos de café defeituosos prensados são candidatos potenciais para a produção de adsorventes de baixo custo a serem utilizados na remoção de fenilalanina, contribuindo assim para a implementação do desenvolvimentosustentável nas cadeias produtivas de café e biodiesel.Palavras-chave: adsorção; carvão ativado; grãos defeituosos de café; fenilalanina. |
| Abstract: | Defective coffee beans press cake, a residue from biodisel production based on coffee oil, was evaluated as raw material in the production of an adsorbent for phenylalanine removal. Batch adsorption studies were conducted at 25, 35 and 45 °C. The effects of particle size, adsorbent dosage, contact time, initial pH and initial concentration of phenylalanine were investigated. Preliminary adsorption tests pointed toward the needfor chemical activation to increase adsorption capacity. Such tests also demonstrated that nitrogen flow during activation had a negative effect on adsorption capacity because of loss of surface chemical groups. Phenylalanine adsorption was favored by a reduction in adsorbent particle size. The effect of initial pH was evaluated in the rangeof 2 to 10, indicating that low pHs hinder adsorption as a result of electrostatic repulsion. Adsorption equilibrium was attained after 6 h for all the evaluated phenylalanine concentrations. Langmuir, Freundlich, Tempkin, Dubinin-Redushkevich (D-R) and Henderson models were tested for equilibrium description, with Langmuir providing the best fit. Adsorption kinetics were evaluated according to the following models: pseudo first and second order, reversible first order, Elovich, Ritchie and intraparticle diffusion. The pseudo-second order model provided the best description of the experimental data. The process was found to be exothermic and spontaneous, with chemical and physical forces involved. The results obtained in this study show that defective coffee beans press cake can be viewed as a potential candidate for the production of low cost adsorbents for phenylalanine removal, thus contributing for theimplementation of sustainable development in both the coffee and biodiesel production chains.Key-words: adsorption; activated carbon; defective coffee beans; phenylalanine. |
| Subject: | Alimentos Café Pesquisa Adsorção Óleo de café |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/URMR-87QMYW |
| Issue Date: | 19-Feb-2010 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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