ÁREA
Química Ambiental
Autores
Nardy Ribeiro, J. (UFES) ; Veronica Flores Nardy Ribeiro, A. (IFES) ; Bins Tassara Ferreira, M. (IFES) ; de Bortoli Lecchi Souza, L. (IFES) ; Eriton Caliman Zanardo, T. (UFES) ; Cunha Monteiro, F. (UFES) ; Souza Ribeiro, J. (IFES)
RESUMO
Neste trabalho avaliou-se um resíduo de produção de cerveja para remoção de indigo blue (IB) em água. Para isso empregou-se resíduo de malte bruto (RMB) e resíduo de malte tratado (RMT) com hidróxido de sódio. Análises empregando microscopia eletrônica de varredura revelaram que as superfícies de ambos adsorventes são irregulares com reentrâncias e concavidades. Estudos posteriores selecionaram as melhores granulometrias de RMB e RMT, tempos de agitação entre IB e adsorventes, além de massas dos adsorventes. Após isso, foram determinadas as capacidades máximas adsortivas de RMB (166,94 mg/g) e RMT (333,33 mg/g) para IB.
Palavras Chaves
malte; adsorção; indigo blue
Introdução
Entre os poluentes químicos mais impactantes no meio ambiente aquático destacam- se os corantes têxteis. Dentre tais corantes, um dos mais utilizados é o índigo blue (IB). Toneladas de efluentes contendo IB são descartados todos os anos em rios de vários países do mundo. Os impactos causados no meio ambiente e saúde, por corantes como o IB, justificam a busca por metodologias eficientes e de baixo custo para o tratamento de efluentes contendo corantes têxteis (RIBEIRO et al.,2019). Uma das metodologias que mais se destacam é a adsorção empregando adsorventes naturais (KARTHIK et al., 2015). Dentre tais adsorventes destacam- se: vermicomposto para congo red e IB (RIBEIRO et al., 2021), casca de juazeiro para IB (RIBEIRO et al., 2019), raiz de alcaçuz para IB (FLORES et al., 2018), bagaço de cana-de-açúcar para remoção de congo red (RAYMUNDO et al., 2010) e resíduo malte da produção de cerveja na remoção de metileno blue (TSAI et al., 2008). Neste trabalho avaliou-se a capacidade do resíduo malte bruto (RMB) e do resíduo de malte tratado com NaOH (RMT), oriundos da produção de cerveja, na remoção de IB em meio aquoso. Para isso avaliaram-se as influências do tempo de agitação entre os adsorventes e IB, massa dos adsorventes e concentração de IB no processo adsortivo. Finalmente, através de isotermas linearizadas, foram determinadas as capacidades máximas adsortivas (CMA) de RMB e RMT em relação à IB.
Material e métodos
O Resíduo de malte bruto (RMB) foi obtido do laboratório de produção de cerveja do Instituto Federal do Espirito Santo de Vila Velha. Parte desse resíduo foi tratado (RMT) com hidróxido de sódio (metodologia em processo de patente). Ambos materiais foram triturados em liquidificador industrial e peneirados para obtenção de pós com granulometria menor do que 0,425 mm. Primeiramente, parte desses pós foram cobertas com fina camada de ouro, empregando-se um metalizador. O material foi analisado em um microscópio eletrônico de varredura (MEV) com feixe de elétrons de 20 kV. Esta etapa, teve como objetivo, avaliar as características morfológicas das superfícies de RMB e RMT. Posteriormente foram avaliadas as influências das massas de RMB e RMT no processo adsortivo. Para isso, soluções aquosas do corante índigo blue (IB) 1000 mg/L (25 mL; pH 7,0; T = 25ºC) foram agitadas a 600 RPM durante 8,0 minutos na presença de crescentes massas de RMB ou RMT. Após decantação por 10 minutos, as soluções foram centrifugadas à 13.000 RPM durante 3,0 minutos. Os sobrenadantes resultantes desta centrifugação tiveram suas absorbâncias medidas à 573 nm em espectrofotômetro UV/Vis. Após isso, foi possível determinar as concentrações (mg/L) de IB nos sobrenadantes. Tais valores permitiram obter as porcentagens de IB retido tanto no RMB quanto no RMT. O mesmo procedimento foi repetido para se avaliar a influência de diferentes tempos de agitação, no processo adsortivo. Finalmente, foi avaliada a influência de concentrações crescentes de IB (160 a 4000 mg/L) na adsorção. Para cada concentração, o procedimento foi o mesmo empregado nas etapas anteriores.Finalmente, isotermas permitiram obter as capacidades máximas adsortivas (CMA) de RMB e RMT em relação a IB.
Resultado e discussão
Os resultados do MEV revelaram que RMB possui superfície mais heterogênea, com
cavidades e reentrâncias. Já o RMT apresentou-se mais homogêneo e com composição
lignocelulósica mais visível. Superfícies assim, foram apresentados por outros
adsorventes eficientes na adsorção de IB (FLORES et al., 2018; RIBEIRO et al.,
2019). Para as massas tanto de RMB quanto de RMT percebeu-se que o aumento das
mesmas acarreta aumento na porcentagem de adsorção de IB, até que um equilíbrio
seja atingido. Este comportamento foi observado num estudo da adsorção de IB
pelo alcaçuz (RIBEIRO et al., 2018). A melhor massa de RMB foi de 1,0 g, sendo
capaz de remover 95% de IB 1000 mg/L. Já o RMT foi capaz de remover a mesma
porcentagem de IB, mas com massa de 0,75g. As maiores porcentagens de adsorção
ocorreram aos 6,0 e 8,0 minutos para RMB e RMT respectivamente. O aumento do
tempo acarretou em aumento na adsorção em ambos adsorventes até atingir um
equilíbrio. Este comportamento também foi verificado em outro trabalho (RIBEIRO
et al., 2018). Finalmente, a variação na concentração de IB possibilitou,
através de isotermas de Langmuir a obtenção dos valores da CMA de RMB (166,94
mg/g) e RMT (333,33 mg/g) respectivamente. Os valores de CMA revelaram o quanto
de IB (mg) pode ser removido por grama do adsorvente. O RMT apresenta
maior eficiência na adsorção de IB do que RMB. Em outro trabalho, a casca de
juazeiro apresentou CMA de 50 mg/g para IB (RIBEIRO et al., 2019). Os resultados
sugerem que interações químicas e físicas entre adsorventes naturais
lignocelulósicos podem ser melhoradas quando a celulose e lignina se tornam mais
evidentes após passarem por determinados tratamentos químicos (RAYMUNDO et al.,
2010).
Conclusões
Os resultados obtidos sugerem de que RMT é mais eficiente do que RMB na remoção de IB em meio aquoso, nas condições estudadas. Isso pode estar ligado ao fato de que RMT apresenta estrutura mais organizada e com maior evidência de material lignocelulósico. Além disso, o trabalho sugere que o resíduo de indústria cevejeira possa ser empregado, após estudos mais avançados, na remoção de corante têxtil em efluentes têxteis, principalmente aqueles contendo o indigo blue. O estudo justifica, também, uma futura avaliação de RMB e RMT no tratamento de efluentes contendo outros tipos de corantes.
Agradecimentos
Agradecemos o Laboratório de Produção de Cerveja do Instituto Federal do Espirito Santo em Vila Velha, pelo fornecimento do RMB e RMT, mesmo estando, a metodologia de produção deste último em processo de pedido de patente.
Referências
FLORES, A.V.; SILVA, A.R.; SILVARES, P.H.S.; LOIOLA, A.O.; MONTEIRO, F.C.; PEREIRA, M.G.; RIBEIRO, J.N. Evaluation of Liquorice glycyrrhiza glabra L. root powder as a new adsorbent in the removal of textile dyes in aqueous medium. International Journal of Advanced Research. v.6, p.278-290, 2018.
KARTHIK, V.;KAMAL, B.; MOHAMMED H.M.V.; MANNARTHIPPUSULTHAN, M.A.M. Removal of dyes and metals using natural adsorbents. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. v.7, n.3, p.77-82, 2015.
RAYMUNDO, A.S.; ZANAROTTO, R.; BELISÁRIO, M.; PEREIRA, M.G.; RIBEIRO, A.V.F.N. Evaluation of sugar-cane bagasse as bioadsorbent in the textile wastewater treatment contaminated with carcinogenic congo red dye. Brazilian Archives of Biology and Technology. v.3, p.931-938, 2010.
RIBEIRO, J.N.; RIBEIRO, A.V.F.N.; LICINIO, M.V.V.J.; MONTEIRO, F.C.; PEREIRA, M.G. Study of Ziziphus Joazeiro pell for indigo blue adsorption. International Journal of Advanced Research. v.7, p. 171-178, 2019.
RIBEIRO, J.N.;RIBEIRO, A.V.F.N.; DA SILVA, A.R.; PEREIRA, M.G.; OLIVEIRA, J.P.; TAGARRO, A.T.; VITORIA, B. Vermicompost for indigo blue and congo red removal. Journal of Water Resource and Protection. v.13, p.419-434, 2021.
TSAI, W.T.; HSU, H.C.; SU, T.Y.; LI, K.Y. Removal of basic dye (methylene blue) from wastewaters utilizing beer brewery waste. Journal of Hazardous Materials. v.154, n.1-3, p.73-78, 2008.
