FIBRA RESIDUAL DA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS APLICADA À BIOSSORÇÃO DE METAIS PESADOS

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Cavalcante, D.F. (FANOR/DEVRY) ; Davi, D.M.B. (UECE) ; Abreu, K.V. (UECE) ; Oliveira, M.R.F. (UECE) ; Romão, A.L.E. (UECE) ; Saboya, R.M.A. (UFC) ; Silva, J.S. (UFC) ; Abreu, K.L. (UECE) ; Alves, C.R. (UECE) ; Soares, D.W.F. (UECE)

Resumo

O meio ambiente vêm sendo contaminado constantemente por metais em decorrência de atividades industriais e agroindustriais. A consequência deste tipo de contaminação é preocupante, prejudicando principalmente plantas, animais e seres humanos. A descontaminação de efluentes líquidos é feita através da recuperação ou remoção dos metais do meio ambiente, entretanto, os tratamentos convencionais empregados apresentam baixa eficiência de remoção e sua aplicação requer um alto investimento. A busca por materiais naturais é crescente nos últimos anos e diferentes tipos de biomassa vêm sendo estudadas para aprimorar a remoção de metais pesados. O resíduo fibroso avaliado no presente estudo apresentou resultados bastante significativos, pois foi capaz de remover 63% de cádmio no ensaio realizado.

Palavras chaves

Adsorção ; Metais pesados; Resíduo industrial

Introdução

A indústria de alimentos, um dos setores mais importantes de transformação no Brasil, transforma recursos naturais em alimentos processados para atender as necessidades da população e garantir, com segurança, o abastecimento dos grandes centros urbanos (TIMOFIECSYK; PAWLOWSKY, 2000). Quantidades apreciáveis de casca, caroço dentre outros são descartados diariamente pela indústria alimentícia. Sabe-se que esses materiais são fontes de matéria orgânica, no entanto também servem como fonte de proteínas, enzimas e óleos essenciais, podendo ser recuperadas e aproveitas para outras finalidades (COELHO et al., 2011). Os metais pesados poluem solos e sistemas aquáticos, afetando a qualidade do meio ambiente e constituindo risco eminente a todas as espécies, sejam humanos, plantas ou animais. A presença desses metais no meio ambiente metais é oriunda de processos litogênicos e/ou atividades antrópicas, como por exemplo, a utilização de fertilizantes em zonas agrícolas e a atividade mineradora (MUNIZ, 2016). Diversas metodologias para remoção de metais provenientes de águas residuárias têm sido estudadas e implantadas a nível industrial. Podem ser destacadas a adsorção utilizando carvões ativados ou outros sorventes apropriados como alumina ou zeólitas, a precipitação e trocadores iônicos, os quais visam remover a maior quantidade possível de concentrações residuais tóxicas de metais. Entretanto, o alto custo, a baixa eficiência, a complexidade operacional dentre outros fatores, tornam esses processos economicamente inviáveis (CALFA e TOREM, 2007). Na busca por novos métodos para o tratamento de metais pesados em soluções aquosas, vários estudos têm sido desenvolvidos com o uso de biomassas residuais como ferramenta biossorvente, a qual vem ganhando confiança nos últimos anos pelo seu bom desempenho no tratamento desses contaminantes. São inúmeras as possibilidades de se fazer biossorção através de materiais biológicos, como exemplo pode ser citada a fibra do coco verde, a casca da castanha do caju, a fibra de caroço de manga e outros. Tais materiais apresentam baixo custo e tem mostrado grande eficiência. Diante dos expostos, o presente estudo tem como objetivo utilizar um resíduo fibroso da indústria de alimentos como uma alternativa viável e ecológica para remoção de metais pesados de efluentes contaminados.

Material e métodos

As sementes oriundas do rejeito de uma indústria de alimentos foram lavadas com agua natural a fim de eliminar todos os resíduos de polpa. Após remover a água, as sementes foram secas em estufa a 60 ºC por 24 a 48 horas. Posteriormente, as sementes secas foram trituradas e peneiradas em peneiras granulométricas a fim de padronizar o tamanho das partículas a serem utilizadas. Para realização dos ensaios de adsorção utilizou-se erlenmeyers de 125 mL, contendo 50 mL de solução padrão de cádmio feita a partir do sal CdSO4.8/3H2O, fibra residual de uma indústria de alimentos com tamanho de partícula < 20 mesh e > 80 mesh na concentração de 6,0 g/L. Os ensaios foram conduzidos em agitador rotatório de bancada (tipo shaker) a 150 rpm e 30 ºC ± 2,0 por 90 minutos. Testou-se a adsorção para concentrações iniciais de 10 ppm e 20 ppm de cádmio. Os testes foram conduzidos em duplicata. As amostras foram retiradas nos intervalos de tempo zero, 30, 60 e 90 minutos. Retirou-se uma alíquota pequena para não comprometer o volume final do ensaio, centrifugou-se para separar a fibra adsorvida com metais da solução e em seguida as amostras foram analisadas. As medidas foram realizadas em um Potenciostato/Galvanostato Autolab PGSTAT100N controlado através de computador com Software NOVA 2.0 acoplado ao módulo polarográfico Metrohm 663 VA Stand ® da Metrohm que viabiliza ensaios voltamétricos e polarográficos. O sistema é fornecido com eletrodo gotejante de mercúrio, que pode ser operado em vários modos: Eletrodo Gotejante de Mercúrio (Dropping Mercury Electrode - DME), Eletrodo de Mercúrio com Gota Pendente (Hanging Mercury Drop Electrode - HMDE) e Eletrodo de Mercúrio com Gota Estática (Static Mercury Drop Electrode - SMDE). Para a presente análise, utilizou-se o método com gota pendente e a varredura foi feita no sentido anódico.

Resultado e discussão

O pH inicial foi medido no efluente sintético antes da adição do material biossorvente fibroso. Para a concentração de 10 ppm o pH inicial foi de 6,18 e para 20 ppm o pH foi de 5,34. Após decorridos os 90 minutos de ensaio, o pH foi novamente medido a fim de verificar o valor ao final do processo de adsorção e se houve modificação. Os valores de pH das amostras de efluente sintético de cádmio ao final do ensaio para a concentração de 20 ppm foi de 6,35 ± 0,3 e para a concentração de 20 ppm foi 6,35 ± 0,4. Observou-se elevação do pH no final do processo apenas na concentração de 20 ppm. Após análise polarográfica obtiveram-se os seguintes resultados: - Para o efluente sintético com concentração inicial de 10 ppm de cádmio a concentração residual foi de 6,86 ± 0,7 ppm (remoção de 31,4%) após 30 minutos de adsorção, 6,33 ± 0, 0 ppm (remoção de 36,7%) após 60 minutos, e 3,69 ± 0,7 ppm com remoção de 63,10%, expressando resultados bastante promissores. - Para o efluente sintético com concentração inicial de 20 ppm de cádmio a concentração residual foi de 10,55 ± 0,0 ppm com remoção de 47,25% para todos os tempos de adsorção analisados. Observou-se que após adicionar o resíduo fibroso aconteceu adsorção imediata, pois o valor residual citado já foi detectado no tempo zero e não mais modificou para os demais tempos. Possivelmente para essa concentração a massa de adsorvente não era suficiente para que o processo evoluísse. Porém a remoção ainda pode ser considerada bastante expressiva, uma vez que obteve-se praticamente 50% de remoção.

Conclusões

O presente estudo buscou avaliar o potencial de remoção de metais pesados utilizando um resíduo fibroso da indústria de alimentos, uma vez que a literatura já relata resultados relevantes utilizando materiais semelhantes. A partir dos resultados obtidos conclui-se que o resíduo fibroso apresentou resultados bastante significativos, pois foi capaz de remover 63% de cádmio de um efluente sintético com concentração inicial de 10 ppm em apenas 90 minutos de ensaio. Como o presente estudo está em fase inicial, mais testes serão realizados para otimização do processo e obtenção de resultados mais expressivos, uma vez que a fibra utilizada apresentou elevado potencial adsorvente.

Agradecimentos

À CAPES, à Universidade Estadual do Ceará (UECE), ao SisNaBio, ao NUGEN, à FANOR/DEVRY, à UFC.

Referências

CALFA, B. A.; TOREM, M. L. Uso de Biomassas em Processo Combinado Biossorção/Flotação para Remoção de Metais Pesados. Rio de Janeiro: Puc - Pontifícia Universidade Católica, 69 p., 2007.

COELHO, M. A. Z., LEITE, S. G. F., Rosa, M. D. F., & FURTADO, A. A. L. Aproveitamento de resíduos agroindustriais: produção de enzimas a partir da casca de coco verde. Boletim do Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos, Curitiba, v. 19, n. 1, p.32-49, jan./jun. 2011.

MUNIZ, D. H. F.; OLIVEIRA-FILHO, E. C. Metais pesados provenientes de rejeitos de mineração e seus efeitos sobre a saúde e o meio ambiente. Universitas: Ciências da Saúde, [s.i], v. 4, n. 1/2, p.83-100, 2016.

TIMOFIECSYK, F.R.; PAWLOWSKY, U. Minimização de resíduos na indústria de alimentos: revisão. Boletim do Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos, Paraná, v. 18, n. 2, p.221-236, jul./dez. 2000. Disponível em: <http://revistas.ufpr.br/alimentos/article/viewArticle/1212>. Acesso em: 14 ago. 2016.