Adsorção de metilparabeno presente em solução aquosa utilizando carvão ativado

Orientadora: Profa. Dra. Luciana Igarashi Mafra

Coorientadora: Profa. Dra. Myriam Lorena Melgarejo Navarro Cerutti

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 15/06/2018

Inclui referências: p.76-82

Resumo: Um dos conservantes mais utilizados em produtos para cuidados pessoais, produtos alimentares e formulações farmacêuticas é o metilparabeno. O seu elevado consumo e descarte contínuo, tem despertado a atenção da comunidade científica, pois estudos recentes de monitoramento da qualidade da água têm detectado a presença do metilparabeno em águas superficiais e sugerido que este pode apresentar atividade estrogênica, sendo inclusive vinculado a doenças cancerígenas. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de adsorção para a remoção de metilparabeno presente em solução aquosa. O efeito do pH do meio e da concentração de adsorvente foram avaliados nos experimentos em batelada à temperatura de 25 oC. Foram utilizados os modelos de pseudo-primeira e pseudosegunda ordem para descrever a cinética de adsorção e os modelos de Langmuir e Freundlich para a isoterma. Na adsorção em coluna de leito fixo, o efeito dos parâmetros vazão de alimentação, altura do leito e concentração inicial foram analisados. Os resultados em batelada indicaram que o pH não exerceu influência significativa na adsorção do metilparabeno. Os dados cinéticos revelaram uma adsorção rápida na primeira hora de contato entre o metilparabeno e o carvão ativado sendo o equilíbrio atingido após 840 minutos alcançando 98 % de remoção do poluente. O modelo cinético que apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais foi o de pseudo-segunda ordem. Para os dados de isoterma, o modelo de Freundlich apresentou boa concordância com os dados experimentais e a capacidade máxima do adsorvente, obtida experimentalmente, foi de 192,12 mg g-1 constatando o comportamento favorável do processo. O estudo em coluna de leito fixo mostrou que o aumento da altura do leito possibilita uma maior quantidade de metilparabeno adsorvido. Em baixas concentrações de metilparabeno e baixas vazões a remoção do metilparabeno foi favorecida. Estes resultados indicaram que o processo de adsorção com carvão ativado, apresenta grande potencial para a remoção do metilparabeno presente em solução aquosa em uma faixa ampla de pH, sendo que o processo em leito fixo pode auxiliar na sua aplicação industrial.

Abstract: Methylparaben is one of the most used preservatives in personal care products, food products and pharmaceutical formulations. Its high consumption and continuous discarding has aroused the attention of the scientific community, since recent studies on the monitoring of water quality have detected the presence of methylparaben in surface waters and suggested that it may present estrogenic activity and are also linked to cancerous diseases. The aim of this work was to study the adsorption process for the removal of methylparaben present in aqueous solution. The pH effect of the aqueous solution and the adsorbent concentration were evaluated in the batch experiments. The pseudo-first and pseudo-second order models were used to describe the adsorption kinetics and the Langmuir and Freundlich models for the isotherm. In the fixed bed column adsorption, the effect of the parameters inlet flow, bed height and initial concentration of methyparaben were analyzed. Batch results indicated that pH did not have a significant influence on the adsorption of methylparaben. The kinetic data revealed a rapid adsorption in the first hour of contact between methylparaben and activated carbon and the equilibrium was reached after 840 minutes achieving 98% removal of the pollutant. The pseudo-second order model presented the best fit to the experimental data. The Freundlich model showed good agreement with the experimental data and the maximum capacity of the adsorbent, obtained experimentally, was 192.12 mg g-1, confirming the favorable behavior of the process. The experiments with fixed bed column showed that the increase in bed height allows a greater amount of adsorbed methylparaben. At low concentrations of methylparaben and flowrate the removal of methylparaben was favored. The results obtained in this work indicated that the adsorption process with activated carbon presents great potential for the removal of the methylparaben present in aqueous solution over a wide range of pH, and the process in fixed bed can aid its industrial application.