Incorporação de carvão ativo em membranas aplicadas no processo de destilação por membranas

Abstract

No presente trabalho, desenvolveu-se uma metodologia por inversão de fases para a produção de membrana de poliamida 6, com consequente incorporação de carvão ativado, para aplicação na Destilação por Membranas. Com o intuito de produção de membranas de alto desempenho, avaliou-se quantidade de solvente, períodos de agitação da solução, evaporação do solvente, espessura da fita de espalhamento e tempo de imersão no banho de coagulação. Em seguida, com uma metodologia-base definida para a produção da membrana de poliamida 6, avaliou-se a incorporação do carvão ativado com diferentes concentrações. A metodologia em que se obteve melhor desempenho foi: 20% (m/v) de polímero/ácido fórmico, 0,25% (mcarvão/vsolução) de carvão ativado, períodos de 24 h de agitação da solução e 30 min de evaporação na capela, espessura de espalhamento de 0,18 mm, uso de 1000 mL de água como não-solvente, 2 h de banho de coagulação e 24 h de secagem. As membranas produzidas de poliamida 6 e com carvão ativado incorporado foram testadas em uma unidade de destilação por membranas a vácuo com soluções de alimentação de água, corante reativo preto e com efluente de um tanque de equalização de uma indústria têxtil. Avaliou-se a eficiência do processo a partir do fluxo de permeado, e das seguintes caracterizações: espessura, porosidade, ângulo de contato, grau de inchamento e FTIR. Observou-se que a membrana de poliamida confeccionada apresentou maior ângulo de contato e porosidade que a comercial, justificando o resultado de melhor fluxo de permeado obtido. A incorporação de carvão ativado tornou as membranas mais hidrofílicas, e consequentemente, os resultados de fluxo de permeado foram inferiores à membrana de poliamida 6. No entanto, observou-se um pequeno acréscimo de porosidade quando a membrana foi testada com corante reativo preto. Dessa forma, maiores estudos são necessários para avaliar o efeito da incorporação de partículas às membranas que otimizam sua estrutura.

No presente trabalho, desenvolveu-se uma metodologia por inversão de fases para a produção de membrana de poliamida 6, com consequente incorporação de carvão ativado, para aplicação na Destilação por Membranas. Com o intuito de produção de membranas de alto desempenho, avaliou-se quantidade de solvente, períodos de agitação da solução, evaporação do solvente, espessura da fita de espalhamento e tempo de imersão no banho de coagulação. Em seguida, com uma metodologia-base definida para a produção da membrana de poliamida 6, avaliou-se a incorporação do carvão ativado com diferentes concentrações. A metodologia em que se obteve melhor desempenho foi: 20% (m/v) de polímero/ácido fórmico, 0,25% (mcarvão/vsolução) de carvão ativado, períodos de 24 h de agitação da solução e 30 min de evaporação na capela, espessura de espalhamento de 0,18 mm, uso de 1000 mL de água como não-solvente, 2 h de banho de coagulação e 24 h de secagem. As membranas produzidas de poliamida 6 e com carvão ativado incorporado foram testadas em uma unidade de destilação por membranas a vácuo com soluções de alimentação de água, corante reativo preto e com efluente de um tanque de equalização de uma indústria têxtil. Avaliou-se a eficiência do processo a partir do fluxo de permeado, e das seguintes caracterizações: espessura, porosidade, ângulo de contato, grau de inchamento e FTIR. Observou-se que a membrana de poliamida confeccionada apresentou maior ângulo de contato e porosidade que a comercial, justificando o resultado de melhor fluxo de permeado obtido. A incorporação de carvão ativado tornou as membranas mais hidrofílicas, e consequentemente, os resultados de fluxo de permeado foram inferiores à membrana de poliamida 6. No entanto, observou-se um pequeno acréscimo de porosidade quando a membrana foi testada com corante reativo preto. Dessa forma, maiores estudos são necessários para avaliar o efeito da incorporação de partículas às membranas que otimizam sua estrutura.