Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Produtos Naturais
TÍTULO: OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ADSORÇÃO DO SULFATO DE COBRE UTILIZANDO CASCA DE MARACUJÁ (Passiflora edulis)
AUTORES: Oliveira, J.S.T. (UFPE-CAA) ; Mascaranhas, R.R.O. (UFPE-CAA) ; Silva-junior, A.A. (UFPE/ITEP CARUARU) ; Bastos, A.M.R.S. (UFPE) ; Gomes, L.N.P. (ITEP CARUARU-PE) ; Silva, C.S. (ITEP CARUARU-PE) ; Moraes, C.M. (UFPE) ; Albuquerque, S.S.M.C. (UFPE) ; Andrade, S.A. (UFPE) ; Benachour, M. (UFPE)
RESUMO: O objetivo desse trabalho foi otimizar o processo da adsorção do Cu2+ e do SO42-
do Sulfato de Cobre a 2%. Para sua realização foram utilizadas cascas de
maracujá e carvão ativado granulado. Um planejamento delinear fracionário 25-2,
com 8 ensaios e 3 variáveis independentes foi utilizado: Temperatura – ambiente
(-1) e 40ºC (+1) granulação - 1,41μm(-1) e 1,68 μm (+1) e tratamento – Sem (-1)
e Com (+1) com ácido acético 10%, para ambos os produtos. O melhor processo de
adsorção para o Cu2+ (0,75 A), ocorreu no ensaio 2 (processamento em temperatura
ambiente, granulometria de 1,68 μm e tratamento com ácido acético 10% e
hidróxido de sódio 2%). Já para o SO42- os resultados não foram significantes.
O processo para o cobre mostrou-se bastante viável para o produto natural
pesquisado.
PALAVRAS CHAVES: Casca de maracujá; Adsorção; Planejamento fatorial
INTRODUÇÃO: O maracujazeiro é uma planta dicotiledônea da família Passifloraceae onde se
destaca o gênero Passiflora. É uma planta trepadeira, sub-lenhosa, de
crescimento vigoroso contínuo, com sistema radicular pouco profundo, caule
trepador, folhas lobadas e verdes com gavinhas (órgão de sustentação) gema
florífera e gema vegetativa (origina rama) na axila da folha. Seu fruto é
utilizado especialmente para produzir sucos ou polpas. Esse fruto é fonte de
vitamina A, C e do complexo B, além de apresentar boa quantidade de sais
minerais (www.seagri.ba.gov.br).
O Carvão ativado (AC) é o adsorvente mais utilizado no processo da adsorção
sendo considerado muito eficiente para remover composto orgânico em solução
aquosa. É muito utilizado para o tratamento e purificação de águas residuárias
de indústrias contendo metais pesados e tóxicos (LYUBCHIK et al.,2004). O carvão
ativado pode ser de dois tipos: carvão ativado em pó (PAC) e o granular (GRA). A
adsorção é um processo no qual um material se acumula numa interface entre duas
fases. A fase que adsorve é designada por adsorvente e a substância que é
adsorvida é conhecida por absorbato. Dentre as várias metodologias empregadas no
tratamento de efluentes a adsorção desperta interesse por ser eficiente, de
fácil aplicação, apresenta baixo custo, passível de recuperação do material
adsorvido e regeneração do adsorvente devido sua alta porosidade e área
superficial (SOTO, et al.,2011).
As vantagens do uso de agro resíduo como adsorventes são: baixo custo, pois
leva-se em conta que muitos desses materiais são resíduos abundantes e até mesmo
inconvenientes para os locais onde são gerados, possibilidade de recuperação do
adsorvato, possibilidade de regeneração do adsorvente e grande eficiência
(NURCHI & VALLAESCUSA, 2008)
MATERIAL E MÉTODOS: Os maracujás foram adquiridos em mercados localizados na cidade de Caruaru-PE e
selecionados por aspectos livres de contaminação. Foram descascados, cortados e
retirada toda a semente. As cascas foram secas a 80°C por 24h (Biopar LTDA,
SI5OST), triturado em liquidificador e granuladas em peneiras de 1,41 e 1,68μm,
respectivamente. Usando um planejamento delinear fracionário 25-2, com 8 ensaios
e 3 variáveis independentes: Temperatura – ambiente (-1) e 40ºC (+1); granulação
- 1,41μm(-1) e 1,68 μm (+1) e tratamento – Sem (-1) e Com (+1) ácido acético 10%
e hidróxido de sódio 2%, para as cascas de maracujás. Foram preparados 2000mL de
solução de sulfato de cobre a 2% para a adsorção. Para análise com tratamento
foi preparado 1000mL de solução de ácido acético a 10%, usando para cada ensaio
50mL da mesma solução e com tempo de imersão de 30 minutos para as cascas de
maracujás, logo após, as cascas foram secas à 105°C. As cédulas de adsorção
foram preparadas com garrafas de 200ml de suco natural, foram lavadas e cortadas
e na parte superior foi recortada à tampa e colocada uma tela (FSI-BNMO 200µm
60X50). Para a realização dos ensaios foram utilizadas 8 cédulas. O processo de
adsorção foi realizado enumerando todas as cédulas de 1 à 8 para identificação.
A pesagem foi realizada em balança semi-analítica para cada análise realizada e
foi utilizado 50mL de sulfato de cobre a 2% como filtrante. Para as análises com
aquecimento foi utilizado banho maria e um termômetro para aferir a temperatura,
após as amostras foram coletadas e armazenadas em potes de 50mL e acondicionada
a 5°C para análise em espectrofotômetro UV-VISISVEL (UV-VIS Espectrophotometer)
(marca Thermo Scientific e modelo Genesys 10s). Todo o processo foi repetindo
para o carvão ativado (AC).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na otimização do processamento de adsorção do cátion Cu2+ e do ânion SO42- do
Sulfato de Cobre a 2%, foram utilizadas casca de maracujá e carvão ativado. Um
planejamento fracionário delinear 25-2, com 8 ensaios e 3 variáveis
independentes: Temperatura – ambiente (-1) e 40ºC (+1) granulação - 1,41μm(-1) e
1,68 μm (+1) e tratamento – Sem (-1) e Com (+1) ácido acético 10% e hidróxido de
sódio 2%. A prova em branco da solução de sulfato de cobre a 2% apresentou as
seguintes leituras em espectrofotômetro UV-VISISVEL para o Cu2+ - 4,40 A e
SO42- - 1,25 A (FIGURA 1).
Os resultados para o Carvão ativado para o metal pesado (Cobre) obteve 3,00 A e
para o íon sulfato 0,90 A, ambos no ensaio 4, (Processamento: Temperatura
ambiente, 1,41μm (menor granulação do produto), tratamento com ácido acético 10%
e hidróxido de sódio 2% (FIGURA 2), e o resultado para as cascas de maracujás
foram: Para o Cu2+ (0,75 A), no ensaio 2 (processamento: Temperatura ambiente,
1,68 μm, com tratamento de ácido acético 10% e hidróxido de sódio 2%) e para o
SO42- os resultados não foram significativos. Resultado similar ocorreu na
pesquisa com a casca de cupuaçu que apresentou grande potencial como adsorvente
de metais, com adsorção para cromo VI maiores que 90%. Mesmo quando sem
tratamento (MORATO, SARAIVA & BASTOS, 2011). Neste processo de otimização
(ensaio 2), O produto natural pesquisado mostrou-se bastante viável para o
metal pesado cobre.
FIGURA 1
LEITURA DO SULFATO DE COBRE (2%) NO
ESPECTROFOTÔMETRO UV-VISISVEL.
FIGURA 2
OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ADSORÇÃO DO SULFATO DE
COBRE UTILIZANDO CASCA DE MARACUJÁ PARA PLANEJAMENTO
DELINEAR FRACIONÁRIO 25-2.
CONCLUSÕES: Nas condições que esta pesquisa foi realizada obtivemos os resultados: Para as
cascas de maracujás foram: Cu2+ (0,75 A), no ensaio 2 (processo: Temperatura
ambiente, 1,68 μm, com tratamento ácido acético 10% e hidróxido de sódio 2%) e
para o SO42- os resultados encontrados não foram significantes. Carvão ativado:
Cobre obteve 3,00 A e para o íon sulfato 0,90 A, ambos no ensaio 4 (processo:
Temperatura ambiente,1,41μm (menor granulação do produto), tratamento com ácido
acético 10% e hidróxido de sódio 2%. O produto natural pesquisado mostrou-se
bastante viável para o cobre.
AGRADECIMENTOS: Aos Alunos do Curso Técnico em Química industrial (ITEP - CARUARU), Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Química – DEQ/UFPE.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GARG, V.K., AMITA, M., KUMAR, R., GUPTA, R., “Basic dye (methylene blue) removal from simulated wastewater by adsorption using Indian Rosewood sawdust: a timber industry waste.” Dyes and Pigments 63, 243-250, 2004.
LORENZI, H. Árvores brasileiras: manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas do Brasil. 4.ed. Nova Odessa: Instituto Plantarum, v.1, 368p., 2002.
LYUBCHIK,S.I,LYUBCHIK,A.I,GALUSHKO,O.L.,TIKHONOVA,L.P.,FONSECA,I.M.,LYUBCHIK, S.B., “Kinetics and thermodynamics of the Cr(III) adsorptionon the activated carbon from co-mingled wastes.” 242, 151-158, 2004.
MACEDO,J.S., COSTA JÚNIOR,N.B.,ALMEIDA,L.E.,VIEIRA,E.R.S.,CESTARI,
A.R., GIMENEZ, I.F. CARREÑO, N.L.., BARRETO, L.S.,”Kinetic and calorietric study of the adsorption of dyes on mesoporous activated carbon prepared from coco nut coir dust.” Journal of Colloid and Interface Science 298 (2006) 515-522.
MORATO, L. L. P.; SARAIVA, L. B.; BASTOS A. M. B., Caracterização e avaliação da casca do cupuaçu como adsorvente de metais, Anais da Iniciação Científica, 2011.
NURCHI, V. M.; VILLAESCUSA, I. Agricultural biomasses as sorbents of some trace metals. Coordination Chemistry Reviews, v. 252, p. 1178-1188, 2008.
SOTO, M.L; MOURE, A.; DOMÍNGUEZ, H.; PARAJÓ, J.C. Recovery, concentration and purification of phenolic compounds by adsorption: A review. Journal of food Engineering, v. 105, p. 1-27, 2011.
SUD, D.; MAHAJAN, G.; KAUR, M. P. Agricultural waste material as potencial adsorbents for sequestering heavy metal from aqueous solutions– A review.
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www.seagri.ba.gov.br, acesso em 16/06/2013.