Desenvolvimento de material compósito a partir de nanocelulose e biomassa de eucalipto como alternativa para tratamento de efluente proveniente do processo Kraft.
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Data
2023
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Resumo
O processo de produção de celulose mais difundido no Brasil e no mundo é o Kraft.
Trata-se de um processo predominantemente químico. Neste, a madeira é digerida
com o licor de cozimento, do qual os principais constituintes são NaOH e Na2S. Os
efluentes gerados nesse tipo de processo contêm grande quantidade de lignina,
substância que afeta o processo de produção, bem como o tratamento do efluente.
O tratamento de efluente amplamente empregado no setor é constituído de uma
etapa física e uma etapa biológica, as quais têm finalidade de remover os
contaminantes e a matéria orgânica gerados no processo, para que o efluente possa
ser despejado no corpo hídrico. No entanto, apesar de tais etapas garantirem que os
parâmetros de qualidade estejam dentro dos limites estabelecidos pela legislação, a
cor escura do efluente não é removida e a maior parte das indústrias não fecham
seus circuitos hídricos reutilizando a água do sistema. Por isso, tendo em vista que
os processos de separação por membranas e de adsorção têm ganhado destaque
no cenário de tratamento de efluentes, este trabalho visou o desenvolvimento de um
material compósito capaz de remover a cor do efluente, bem como melhorar outras
das suas características. Para produção do material, foram utilizados biomassa de
eucalipto, polpa celulósica e nanocelulose. Para avaliar as condições de preparo do
material, empregou-se um planejamento experimental multivariado do tipo estrela,
variando a quantidade de biomassa de eucalipto (nível zero: 0,18 g) e de polpa
celulósica (nível zero: 0,225 g). O material obtido foi caracterizado por meio de
análises de microscopia eletrônica de varredura, espessura, porosidade e área
superficial. Para avaliação do material como adsorvente, um planejamento
experimental multivariado do tipo composto central a dois níveis teve como objetivo
definir a influência dos fatores pH (nível zero: 4,93), quantidade de adsorvente (nível
zero: 1 g) e tempo (nível zero: 60 min) na resposta da capacidade de adsorção. Por
fim, o desempenho do material foi testado como membrana e como material
adsorvente, visando a remoção de cor e de demanda química de oxigênio. As
membranas tiveram fluxo permeado interessante quando comparado aos de outros
trabalhos na literatura, chegando a 2307 L/h.m2 para a membrana do ensaio 5 e
1963 L/h.m2 para a membrana do ponto central (MPC), sendo que as membranas
MPC e dos ensaios 1, 2 e 3 se destacaram na remoção de cor de um efluente ECF
(Elemental Chlorine Free), removendo 35, 32,3, 29,3 e 28,5%, respectivamente.
Contudo, para um efluente TCF (Totally Chlorine Free), a MPC não apresentou
similar porcentagem de remoção de cor. Para os estudos de adsorção, foram
escolhidas as membranas do ponto central - preparadas com 1,5 g de nanocelulose
seca, 0,18 g de biomassa de eucalipto e 0,225 g de polpa celulósica - que foram
reduzidas em pedaços menores para serem empregadas como material adsorvente.
Os resultados evidenciaram a majoritária influência do pH (3,93) na remoção de cor,
gerando novas observações a respeito das características do efluente Kraft.
Contudo, o material não apresentou um desempenho satisfatório como adsorvente,
sendo o desempenho avaliado pelas isotermas de adsorção.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Química. Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Tratamento de efluentes, Celulose, Lignina, Membranas, Adsorção
Citação
MARTINS, Dhenife Iara. Desenvolvimento de material compósito a partir de nanocelulose e biomassa de eucalipto como alternativa para tratamento de efluente proveniente do processo Kraft. 2023. 144 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.