ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: BAGAÇO DE CANA COMO ADSORVENTE DE FUCSINA EM MEIO AQUOSO: estudo da relação adsorvente/solução
AUTORES: SOARES, M. M. (UNILAVRAS) ; SOARES-AMARAL, L. C. (UNILAVRAS)
RESUMO: Neste trabalho foram realizados ensaios de adsorção utilizando o bagaço de cana como adsorvente para remoção do corante fucsina. O bagaço de cana foi submetido a tratamento químico com hidróxido de sódio e ácido acético. Os ensaios foram realizados usando as seguintes condições experimentais: 24 h de agitação, 25oC, pH = 6 para as relações adsorvente/solução: 1:20, 1:50, 1:100, 1:200. As isotermas foram construídas e os dados se ajustaram ao modelo de Freundlich. Os parâmetros de Freundlich foram calculados e a relação adsorvente:solução 1:200 apresentou os melhores resultados.
PALAVRAS CHAVES: resíduos agroindustriais, bagaço de cana, corantes
INTRODUÇÃO: Os corantes são poluentes geralmente presentes em efluentes de várias indústrias e são considerados tóxicos para a biota aquática, podendo causar alergias, dermatites e até câncer nos homens (BHATNAGAR, JAIN 2005). Assim é importante remover os corantes antes que o efluente seja descarregado nos rios e corpos aquáticos.
A industrialização da cana-de-açúcar gera vários resíduos como o bagaço da cana de açúcar (OLIVEIRA et al., 2007). Este resíduo tem sua produção aumentada a cada ano devido a expansão da área cultivada de cana de açúcar. O bagaço resultante da exploração da cana pode ser queimado para gerar processo de calor nas caldeiras, no entanto, acaba sobrando 37 a 50 kg por tonelada de cana moída (CARDOSO, 2006).
Segundo Tseng e Tseng (2005), os resíduos como o bagaço de cana são uma boa alternativa para substituir o carvão ativo, o adsorvente mais usado, porque o processo empregando o carvão ativo é oneroso. Embora o bagaço da cana de açúcar seja usado como combustível, pode-se agregar valor ao mesmo ao usá-lo como adsorvente.
O corante utilizado neste trabalho é a fucsina, corante usado em consultórios odontológicos para evidenciar as placas bacterianas em dentes e gengiva, que requer o uso da água, o que origina uma água residual colorida.
Estudos anteriores (SOARES, SOARES-AMARAL, 2011) mostraram que o bagaço de cana de açúcar tratado quimicamente retém mais a fucsina quando comparado ao bagaço não tratado e que não há diferença significativa quando se aumenta o tempo de agitação dos ensaios de adsorção de 24 h para 48 ou 72 h.
O objetivo deste trabalho foi determinar a melhor relação adsorvente:solução para a realização dos ensaios de adsorção.
MATERIAL E MÉTODOS: O bagaço de cana foi coletado em diversos tamanhos na Cachaça Bocaina, localizada na cidade de Lavras-MG. As amostras foram lavadas em água destiladas e secadas em estufa a 100°C. Em seguida, foram trituradas e peneiradas até obtenção de um sólido finamente dividido (menor que 1 mm). Esse material foi submetido a um tratamento químico conforme descrito em Portto et al (2006): "agitação em meio básico com solução de NaOH 0,1 mol L-1, por aproximadamente 12 horas; filtração à vácuo e lavação com água destilada; agitação em meio ácido com solução de CH3COOH 0,1 mol L-1, por 3 horas e, finalmente, filtração, novamente lavação com água destilada e verificação do pH". Os ensaios de adsorção, em triplicata, foram realizados para o adsorvente submetido a esse tratamento químico. Em cada ensaio foi utilizado 0,5 g da amostra de bagaço de cana, para 10 mL, 25 mL, 50 mL e 100 mL de soluções de fucsina nas concentrações: 1,2x10-5, 2,4x10-5, 3,6x10-5, 4,8x10-5 e 6x10-5 mol L-1, com agitação mecânica por 24h.
As amostras foram centrifugadas , filtradas e os sobrenadantes foram analisados em espectrofotômetro a 547 nm.
Foram contruídas as isotermas para cada relação adsorvente:solução e determinados seus parâmetros.
A porcentagem de fucsina adsorvida para cada concentração utilizada foi calculada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A curva de calibração (Absorbância=71913[fucsina]+0,0564, R2=0,9968) foi construída com concentrações no intervalo de 1,2x10-6 mol L-1 a 1,2x10-5 mol L-1.
Após a realização dos ensaios de adsorção, observou-se que o bagaço da cana de açúcar retém a fucsina (Figura 1).
A quantidade adsorvida foi calculada e as isotermas de adsorção construídas (por exemplo, Figura 2).
O modelo matématico de Freundlich e de Langmuir foram utilizados e observou-se que as isotermas se ajustaram melhor ao modelo de Freundlich, exceto a isoterma contruída com a relação adsorvente:solução 1:20.
No modelo de Freundlich a equação pode ser expressa pela forma linearizada:
log (Qads) = log (Kf) + 1/n log (Ce)
Em que:
Qads representa a quantidade de fucsina ligada a fase sólida (mg/g), Ce a concentração de equilíbrio, Kf é a constante de Freundlich e representa a quantidade de adsorção do sólido e n é uma constante que indica homogeneidade dos sítios de adsorção.
Os parâmetros de Freundlich determinados foram:
Relação 1:50 - Kf= 3E9 , n=0,35 e R2=0,95
Relação 1:200 - kf= 25E9, n= 0,35 e R2 = 0,96.
Além dos parâmetros da isoterma de Frendlich, foram calculadas também a quantidade adsorvida em porcentagem (%Qadsorvida) para cada concentração de fucsina:
%Qadsorvida = [(Ci-Ce)/Ci] x 100
em que Ci é a concentração inicial e Ce a concentração de equilíbrio.
Todos os valores de %Qadsorvida obtidos foram superiores a 96%.
CONCLUSÕES: O bagaço da cana-de-açúcar retém o corante catiônico fucsina.
A relação adsorvente:solução mais eficiente para a remoção do corante, nas condições estudadas, foi 1:200.
AGRADECIMENTOS: À FAPEMIG pela bolsa de Iniciação Científica e à Fundação Educacional de Lavras pelo auxílio financeiro para a condução desse trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BHATNAGAR, A., JAIN, A. K. J. Colloid Interface Sci. 281, 2005.
CARDOSO, M. G. Produção de Aguardente de Cana. Lavras: UFLA, 2006. 445p.
OLIVEIRA, M. W. et al. Nutrição Mineral e Adubação da Cana-de-açúcar. Informe Agropecuário, v. 28, n. 239, p.30-43, jul./ago.2007.
SOARES, M.M., SOARES-AMARAL, L.C. In: VI Seminário de Iniciação Científica/PIBIQ. Lavras: Unilavras, 2011.
PORTTO, A. et al. In: Reunião Anual SBQ. 2006.
TSENG, R. L.; TSENG, S. K. J Colloid Interfacce Sci. 287, 2005.
