Análise de isotermas de adsorção da cafeína em diferentes adsorventes e dimensionamento de um pré-projeto de uma unidade de adsorção

Abstract

Os fármacos são compostos ativos necessários para o restabelecimento da saúde física e mental. Entretanto, o consumo crescente e, sobretudo, o acesso fácil de medicamentos sem prescrição médica são fatores que contribuem para o aumento da concentração desses compostos em águas superficiais e subterrâneas. Em decorrência de suas propriedades físico-químicas, os fármacos são altamente resistentes aos tratamentos biológicos e físico-químicos adotados nas estações de tratamento de esgoto e água, respectivamente, sendo necessário acudir a tecnologias alternativas que permitam uma eficaz remoção. Dentro desse conjunto de compostos se encontra a cafeína, estimulante do sistema nervoso central, que faz parte da composição de diversos medicamentos, como analgésicos e antigripais. A cafeína também é encontrada em uma variedade de produtos alimentícios, fator este, que favorece para o aumento de sua concentração no meio ambiente. Sua presença em corpos receptores pode causar efeitos adversos, como interferência no desenvolvimento embrionário de seres aquáticos. Um dos possíveis tratamentos alternativos é a adsorção, onde um adsorvente de alta área superficial possui a capacidade de reter solutos que interajam com a superfície. O escopo deste trabalho é realizar uma pesquisa bibliográfica de adsorventes usados para adsorver cafeína, levantando dados de isotermas e cinéticas para realizar um projeto de uma unidade de adsorção de cafeína que atendesse a eventuais demandas industriais. Em síntese, todos os adsorventes estudados apresentaram boa afinidade com as moléculas de cafeína e, consequentemente, são promissores para serem aplicados na remoção de cafeína. Por fim, foram dimensionados, por meio de dados de curvas de ruptura, duas colunas de adsorção, para os adsorventes: argila Verde-lodo calcinada e carvão ativado granular. A coluna de adsorção contendo partículas adsorventes de carvão ativado granular foi a que possuiu menor custo, já que para adsorver uma mesma quantidade de cafeína, a quantidade necessária deste adsorvente, foi menor.