ÁREA: Ambiental
TÍTULO: ADSORÇÃO DO CORANTE ALIMENTÍCIO AMARELO CREPÚSCULO POR CARVÃO ATIVADO
AUTORES: OLIVEIRA, M.P. (UFPEL) ; FURLAN, L. (UFPEL) ; ZAMBIAZI, R.C (UFPEL)
RESUMO: Neste estudo foi avaliada a capacidade de adsorção do corante alimentício Amarelo Crespúsculo (Sunset Yellow, INS 110) pelo carvão ativado obtido a partir de um resíduo agroindustrial (caroço de pêssego), usando o cloreto de zinco a 700C como agente ativador. Os tempos de equilíbrio foram encontrados em 70, 180 e 350 minutos para os pH 3,0 pH 7,0 e pH 9,0 respectivamente, para a concentração inicial de corante de 100 mg L-1. O ajuste dos dados experimentais foi realizado de acordo com o modelo de Langmuir e o valor da capacidade máxima de adsorção encontrada foi de 177, 90 mg g-1 de carvão. O carvão ativado apresentou alta capacidade de adsorção do corante amarelo crespúsculo quando comparado com outros adsorventes.
PALAVRAS CHAVES: carvão ativado, corante alimentício, adsorção
INTRODUÇÃO: Os corantes apresentam grande diversidade estrutural que provém de seus diferentes grupos cromóforos, o que lhes conferem diferentes tecnologias de aplicação. Esses compostos possuem em sua estrutura anéis aromáticos e heterocíclicos, sendo que a maioria apresenta toxicidade e podem exercer ação carcinogênica e/ou mutagênica(Brown e De Vito, 1993). Os corantes alimentícios são substâncias adicionadas ao alimento com a finalidade de modificar sua cor. A segurança de um determinado corante alimentar é testada em diversos órgãos de diversos países, e às vezes, diferentes órgãos possuem pontos de vista diferenciados sobre o grau de segurança destes produtos. Um dos corantes pertencentes a essa classe, é o corante alimentício Amarelo Crepúsculo, o qual é sintetizado a partir da tinta do alcatrão de carvão e de tintas azóicas (derivadas do petróleo). É pouco solúvel em etanol, insolúvel em óleos, possui estabilidade até 130oC, e em meio alcalino apresenta coloração vermelha. Esse corante possui ampla aplicabilidade na área alimentícia, sendo utilizado na coloração de cereais, aperitivos, confeitos, cereja em calda, coberturas, sobremesas, lácteos aromatizados, massas, molhos, queijos, recheios, revestimentos, refrescos e refrigerantes, sucos de frutas em xaropes para refrescos (Multon, 1999; Altinöz e Toptan, 2003). O carvão ativado é um adsorvente universal, bastante difundido, com usos destacados como no refino do açúcar, tratamento de águas, clarificador de produtos, em fábricas de bebidas (sucos, refrigerantes, vinícolas, cervejas), na purificação de ar, em tratamentos medicinais e tratamento de efluentes industriais (El-Hendawy, 2003).O objetivo desse tarbalho foi estudar a adsorção do corante Amarelo Crepúsculo por carvão ativado obtido de resíduos agroindustriais.
MATERIAL E MÉTODOS: Preparação do Carvão Ativado
A obtenção do carvão ativado ocorreu pela carbonização e ativação por processo químico. As amostras foram impregnadas com cloreto de zinco na concentração de 6 mol L-1, homogeneizadas e colocadas na estufa à 105oC por três horas. Após este intervalo de tempo as amostras foram carbonizadas e ativadas em forno mufla, em temperaturas de 700oC. As amostras neutralizadas e posteriormente secas em estufa a 130oC, moídas e armazenadas em dessecador para as avaliações.
Corante Amarelo Crepúsculo
O corante Amarelo Crepúsculo (Sunset Yellow), apresenta massa molar de 452,38 g mol-1, comprimento de onda máximo de absorção em 487 nm, grau de pureza de 91% e foi adquirido da Farmaquímica S.A.
Cinética de adsorção
O equilíbrio de adsorção foi determinado utilizando-se solução de corante (Co = 100 mg L-1) em pH 3,0, pH 7,0 e pH 9,0, em contato com 100 mg de carvão ativado. Os frascos foram agitados a 25oC até atingir o equilíbrio de adsorção (8h). Alíquotas de 3,0 mL foram retiradas em intervalos de tempo, centrifugadas, e a concentração do corante foi determinada em 487nm, através da curva analítica do corante.
Isoterma de adsorção
Frascos contendo 100 mg de carvão ativado e 50 mL de soluções de corantes nas concentrações de 10 mg L-1 a 300 mg L-1. foram mantidos sob agitação a 25oC. A concentração do corante em solução foi determinada por espectroscopia UV-Visível em 487nm, através da curva analítica do corante. A quantidade máxima de corante adsorvida foi obtida pela equação 1: q = (C0- Ce).V/W (eq. 1), onde: q = quantidade de corante adsorvido em mg g-1; V = volume da solução (L); w = massa de carvão utilizada(g); Co = concentração inicial da solução (mg L-1; Ce = concentração de corante em equilíbrio na solução (mg L-1).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Cinética de Adsorção
A Figura 1 apresenta o decaimento da concentração de corante em função do tempo para os três pHs estudados. Observa-se que na primeira etapa, entre zero e 40 minutos, para todos os valores de pHs a concentração de equilíbrio inicial diminui rapidamente, indicando uma rápida interação do corante com o carvão ativado. O equilíbrio é atingido após os tempos de contato de 70 minutos, 180 minutos e 350 minutos para os pH 3,0, pH 7,0 e pH 9,0, respectivamente. Diferentemente do que é observado em outros sólidos adsorventes como as zeólitas (Carvalho et al.,2005) onde o equilíbrio é alcançado em períodos de tempos tão elevados como 24h. A retenção de corantes pelo carvão ativado envolve várias forças atrativas, como troca iônica, forças de van der Walls, ligações de hidrogênio e ligações covalentes.
Isotermas de Adsorção
A partir da lienarização do gráfico de Langmuir(Figura 2) se obteve o valor da capacidade máxima de adsorção (Cm), que foi de 177,90 mg g-1(miligrama do corante por grama de adsorvente.Tomando-se como parâmetro a adsorção do corante Brilhante Azul Ácido pelo carvão ativado, cuja capacidade máxima de adsorção segundo Kavitha et al.,(2008) foi de 15,24 mg g-1 25oC; para a capacidade máxima de adsorção do corante Violeta Ácido 17, adsorvido pelo carvão ativado obtido a partir de sementes de girassol que segundo Thinakaran et al.,(2008) o valor encontrado foi de 116,27 mg g-1 a 25oC, observa-se que o carvão ativado apresentou elevada capacidade de adsorção para o corante Amarelo Crepúsculo, indicando a qualidade do carvão ativado produzido.
CONCLUSÕES: -O estudo cinético mostrou que o equilíbrio de adsorção foi atingido em torno de 70, 180 e 350 minutos para os pH 3,0, pH 7,0 e pH 9,0 respectivamente,
- No pH 3,0; pH 7,0 e pH 9,0 a remoção do corante foi de 93,61%, 91,52% e 62,10%, respectivamente.
- As isotermas de adsorção demonstram que a curva obtida para adsorção do corante Amarelo Crepúsculo em carvão ativado segue um comportamento típico do modelo proposto por Langmuir, sendo a capacidade máxima de adsorção encontrada para este corante foi de 177,90 mg g-1.
-Carvão ativado de caroços de pêssego apresentou alta remoção de corante.
AGRADECIMENTOS: CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico)
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALTINOZ, S.; TOPTAN, S. Simultaneous determination of Indigotin and Ponceau-4R in food samples by using Vierordt's method, ratio spectra first order derivative and derivative UV spectrophotometry. J. Food Comp. Anal. 16(4:517-530, 2003.
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CARVALHO, W. A.; JIMENEZ, R. S.; BOSCO, S. M. D. Removal of toxic metals from wastewater. J. Colloid Interface Sci., v.281, p.424-431, 2005.
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KAVITHA, D.; NAMASIVAYAM, C. Capacity of activated carbon in the removal of acid brilliant blue: Determination of equilibrium and kinetic model parameters. Chemical Engineering Journal, v. 139, n. 3, p. 453-461, 2008.
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THINAKARAN, N.; BASKARALINGAM, P.; PULIKESI, M.; PANNEERSELVAM, P.; SIVANESAN, S. Removal of Acid Violet 17 from aqueous solutions by adsorption onto activated carbon prepared from sunflower seed hull. Journal of Hazardous Materials, v. 151, n. 2-3, p. 316-322, 2008
