UTILIZAÇÃO DO ENDOCARPO DO FRUTO DO CAJÁ NA ADSORÇÃO DO CORANTE AZUL DE METILENO

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Silva, J.M.A. (IFPB - CAMPUS SOUSA) ; Batista, F.F. (IFPB - CAMPUS SOUSA) ; Rocha, C.O. (IFPB - CAMPUS CAMPINA GRANDE) ; Gadelha, A.J.F. (IFPB - CAMPUS SOUSA)

Resumo

Este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de adsorção do corante azul de metileno utilizando como adsorvente o resíduo do endocarpo do fruto da cajazeira (Spondias mombin L.). Para isso, foi realizado um planejamento experimental fatorial 2^3, em ensaios de banho finito, variando-se em dois níveis os fatores: pH, massa de adsorvente e velocidade de agitação. Verificou-se que ao utilizar pH igual a 4,0, massa de adsorvente igual a 5,0 g e velocidade de agitação de 40 rpm obteve-se uma remoção de 97,55% da concentração inicial do corante. Além disso, realizou-se também ensaios de cinética de adsorção, em que observou-se que após 240 segundos de contato a concentração do corante não varia mais com o tempo, o que indica que foi atingido o equilíbrio.

Palavras chaves

Adsorção; Corante; Spondias mombin L.

Introdução

O uso de corantes para o tingimento na indústria têxtil é bastante alto e, de acordo com Jorge, Tavares e Santos (2015), “estima-se um consumo anual de corantes e pigmentos da ordem de 700.000 toneladas no mundo e 26.500 toneladas no Brasil”, e de acordo com Guaratini e Zanoni (2000), a estimativa de corantes descartados junto aos despejos dos efluentes da indústria têxtil chega a 1,0x10^6 kg/ano. Conforme Honorato et al. (2015) “estima-se que aproximadamente 20 ton/ano de corantes são consumidos pela indústria têxtil, dos quais cerca de 20% são descartados como efluentes”. Como o consumo de corantes sintéticos é elevado pode-se observar que o descarte incorreto desses materiais traz enormes prejuízos ao meio ambiente. O azul de metileno (cloreto de 3,7-bis(dimetilamino)-fenotiazin-5-io) é um corante catiônico, e possui uma variedade de aplicações, sendo utilizado no tingimento de algodão, tinturas temporárias para cabelos, lãs e papel, etc. Pode-se fazer uso de meios ecológicos e eficazes na remoção de corantes, por exemplo, através de adsorventes naturais e considerados inutilizáveis para a sociedade, diminuindo a concentração dos corantes desses efluentes, sendo possível uma melhor infiltração dos raios solares na água, fazendo com que a fotossíntese das algas e a oxigenação d’água tenham uma melhora significativa. Por tratar-se de um resíduo de frutas, o caroço (endocarpo) do cajá apresenta-se como potencial adsorvente a ser utilizado na remoção da cor de corpos hídricos. Assim este trabalho visa avaliar a eficiência da remoção do azul de metileno de efluente aquoso através do processo de adsorção em banho finito utilizando-se como adsorvente o resíduo do endocarpo do cajá, já que o uso de adsorventes naturais vem mostrando-se uma boa maneira de descontaminação.

Material e métodos

O adsorvente usado neste trabalho foi o resíduo fibroso do endocarpo do fruto da cajazeira (Spondias mombin L.), obtido em uma agroindústria produtora de polpas de frutas. O material foi lavado em água destilada e seco para, em seguida, ser triturado em moinho de facas. O corante utilizado nos ensaios de adsorção foi o azul de metileno (Marca Dinâmica), do qual foi preparada uma solução estoque com concentração de 1000 mg/L e as demais soluções de trabalho foram obtidas a partir da diluição da solução estoque. Para determinar as melhores condições experimentais para a adsorção de azul de metileno, utilizando como adsorvente o endocarpo do cajá in natura, um planejamento experimental 2^3 foi empregado, variando os parâmetros massa de adsorvente, pH e velocidade de agitação, tendo como variável resposta a capacidade de remoção do corante, dado pela Equação: % Remoção = (C0 – Ct)/Ct x 100. Em que C0 e Ct (mg/L) são as concentrações iniciais do corante (t = 0) e no tempo t, respectivamente. Para a avaliação dos resultados obtidos, utilizou-se o software Statistica 6.0, para se gerar a superfície de resposta. Os ensaios foram realizados em erlenmeyers contendo 100 mL da solução de corante à 25 mg/L sob agitação por 30 min. A cinética de adsorção do azul de metileno foi realizada nas seguintes condições, solução com 25 mg/L de corante, pH igual a 5,0, massa de adsorvente de 5,0 g e 100 mL de solução à 25°C e 50 rpm. Os intervalos de tempo foram pré-estabelecidos, as amostras foram recolhidas com o auxílio de seringa plástica descartável e, em seguida, filtradas em papel filtro qualitativo. A quantificação da concentração de corante residual, foi medida por espctrofotometria em 665 nm.

Resultado e discussão

A partir dos dados obtidos através da realização do planejamento fatorial 2^3, verificou-se que os fatores que mais afetam a remoção do corante são a massa de adsorvente seguida pela velocidade de agitação, e que o pH do meio reacional não afeta significativamente a variável resposta. Chama a atenção o fato de que em todos os ensaios realizados, a porcentagem de remoção do corante ultrapassou 90%, o que mostra o grande potencial desse adsorvente no tratamento de efluentes coloridos. Como o pH não afeta a eficiência de adsorção, foi obtida a superfície de resposta para o planejamento experimental executado levando-se em conta apenas os fatores massa de adsorvente e velocidade de agitação. Verifica-se que as condições experimentais que apresentam maior eficiência na remoção são maior agitação e maior massa de adsorvente. Resultados semelhantes foram obtidos por Silva et al., (2015) ao utilizarem a fibra do Ouricuri na adsorção do azul de metileno. Figura 1: Superfície de resposta para o planejamento experimental 2^3 da adsorção de azul de metileno em resíduo de cajá. Com relação à cinética de adsorção, apresentada na Figura 02, pode-se observar que a adsorção ocorre rapidamente, e que a partir de 240 segundos não se observa mais variação na concentração do corante ao longo do tempo, o que atesta que foi atingido o equilíbrio de adsorção. Esse comportamento pode ser atribuído ao fato de haver uma forte interação entre o adsorvente e o adsorbato. Em contraste, Marques e Dotto (2018) ao utilizarem a fibra de piaçava na adsorção do azul de metileno verificaram um aumento apreciável da capacidade de adsorção até 30 minutos, após o período referido, a capacidade deixa de variar significativamente. Figura 2: Cinética de adsorção do azul de metileno em resíduo de cajá.

Superfície de resposta para o planejamento experimental 2^3 da adsorção de azul de metileno em resíduo de cajá.


Cinética de adsorção do azul de metileno em resíduo de cajá.

Conclusões

Verificou-se que resíduo do endocarpo do cajá apresenta grande potencial para remoção de corantes através do processo de adsorção, mostrando uma eficiência de remoção superior a 97%. A partir da realização de um planejamento fatorial 2^3, verificou-se que a massa de adsorvente e a velocidade de agitação afetam significativamente a eficiência de remoção do corante, enquanto o pH não afeta de forma significativa o processo. Na cinética de adsorção, verificou-se que o equilíbrio é atingido rapidamente a partir de 240 s de contato entre os materiais, isso atesta a forte interação entre eles.

Agradecimentos

Ao Campus Sousa do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba - IFPB.

Referências

GUARATINI C.C. I.; ZANONI M. V. B. Corantes têxteis. Química Nova, v. 23, p. 71-78, 2000. / HONORATO, A. C.; MACHADO, J. M.; CELANTE, G.; BORGES, W. G. P.; DRAGUNSKI, D. C.; CAETANO, J. Biossorção de azul de metileno utilizando resíduos agroindustriais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande - PB, v. 19, n. 7, p.705-710, jun. 2015. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v19n7p705-710>. Acesso em: 24 fev. 2019. / JORGE, I. R.; TAVARES, F. P.; SANTOS, K. G. Remoção do corante azul de metileno no tratamento de efluentes por adsorção em bagaço de cana de açúcar. XXXVII ENEMP – Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados, São Carlos-SP. 2015. / MARQUES, B. S.; DOTTO, G. L. Adsorção do corante azul de metileno utilizando fibra de piaçava. 12° Encontro Brasileiro sobre Adsorção. Gramado-RS. 2015. / SILVA, T. S.; HENRIQUE, D. C.; MEILI, L.; SOLETTI, J. I.; CARVALHO, S. H. V. Utilização da fibra do ouricuri (syagrus coronata) na remoção do corante azul de metileno: variáveis de processo e isoterma de adsorção. XXXVII ENEMP – Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados, São Carlos-SP. 2015.