NOVA CRUZ Campus
034C Allany Kristina da Cunha Dutra
Carlos Santos Cordeiro
Juliane de Santana Felipe Moreira Allan Nilson de Sousa Dantas
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte
Área do conhecimento: Biocombustíveis
Palavras-chave: Adsorção, metais pesados, biomassa
Resumo: Esse trabalho tem como finalidade a remoção de íons metálicos contido no vinhoto subproduto do etanol, a remoção é feita através da fibra de coco melhoradas com uma solução de NaOH 0,1M.
Introdução
O Brasil se destaca no cenário mundial em função de sua capacidade de produção de energia renovável. Dentre as diversas formas disponíveis em nosso país, o etanol vem tendo sua produção incentivada nos últimos anos, pois consiste em um combustível de queima mais limpa que os derivados do petróleo. Neste cenário a cana-de-açúcar destaca-se como uma das principais matérias-primas para fabricação de álcool no país, sendo que o número de áreas cultivo de cana-de-açúcar vem sendo gradativamente ampliado, fato este que também se deve ao forte apelo por formas de energias ditas “limpas”.
Tendo em vista o que foi mencionado, tem-se uma preocupação com a qualidade dos processos desenvolvidos, bem como, no tratamento do vinhoto gerado como resíduo durante os procedimentos de destilação para obtenção de etanol. Esse resíduo pode apresentar problemas ambientais relacionados à salinização e acidificação do solo ou ainda promover a contaminação dos lençóis freáticos em função da carga de matéria orgânica e inorgânica presente no material residual. Dentre os constituintes presentes no vinhoto encontra-se principalmente matéria orgânica sob a forma de ácidos orgânicos. Ainda podem ser encontrados teores de íons inorgânicos como Na (sódio), K (potássio),Cádmio (Cd), Ca (cálcio),Chumbo (Pb), Cobre (Cu),e Mg (magnésio), sendo que sua riqueza nutricional está ligada à origem do mosto.
Métodos físico-químicos como precipitação, extração líquido-líquido e processos de troca iônica têm sido extensivamente empregados para remoção de elementos inorgânicos de efluentes residuais.
Dentre os diversos materiais naturais descritos na literatura encontram-se as fibras de algodão, fibras de coco, bagaços de cana-de-açúcar e algumas espécies de plantas. Assim estudos que utilizem estratégias ambientalmente amigáveis são de grande valia e vêm aos poucos ganhando espaço no tratamento.
III FEIRA DO PFRH DO IFRN – 03 a 04 de dezembro de 2014
Assim, esta pesquisa têm por objetivo desenvolver estudos para caracterização dos parâmetros químicos e físico-químicos do vinhoto de cana-de-açúcar bem como buscar estratégias para remoção de elementos potencialmente tóxicos presentes neste resíduo utilizando material natural como fibra de coco.
Materiais e métodos
As amostras de fibra de coco foram submetidas à moagem para homogeneização granulométrica das partículas para avaliar qual o tamanho que adsorve com maior eficiência os íons presentes na solução amostra. Após a etapa de homogeneização do tamanho das partículas, fez-se necessário um procedimento de ativação dos sítios de adsorção das fibras utilizando solução de NaOH 0,1M e separada por faixa granulométrica de 10, 20, 30 e 40 mesh foi imersa em uma solução multi elementar com concentração de 100mgL-1 em pH 5,0 contendo os seguintes analitos: Pb2+, Cd2+, Cu2+ durante 3h, 6h e 24h. Assim, foi feito uma análise para determinação do menor tempo em que ocorreu a máxima absorção dos analíticos avaliados.
Após a realização dos experimentos, as fibras foram separadas por filtração e o sobrenadante foi levada para análise por Absorção Atômica com Chama (FAAS, do inglês Flame Atomic Absorption Spectrometry), sendo a capacidade de adsorção do adsorvente, Q (mg do metal/ g do adsorvente) determinada com base na diferença de concentração dos íons metálicos, usando-se a equação abaixo:
Qe= Co - Ce V m
Onde Co é concentração do soluto na solução inicial (mg/L); Ce, concentração do soluto no equilíbrio (mg/L); V, volume da solução (L); m, massa do adsorvente (g).
Resultados e Discussão
De acordo com a tabela 1 e a figura 1(a) a capacidade de adsorção da fibra imersa na solução multi elementar em um período de 3 horas, consegui adsorver 3,08 mg/g de chumbo em uma ordem granulométrica de 10 mesh, na peneira de 20 mesh no mesmo intervalo de tempo a fibra adsorveu 2,622 mg/g. Ainda nas mesmas condições de tempo a adsorção da fibra em peneira 30 mesh é de 2, 627 mg/g de chumbo, a adsorção na peneira de 40 mesh em três horas é 2, 859 mg/g de chumbo. Com relação ao tempo de 6 horas a fibra adsorve em uma ordem granulométrica de 10 mesh 3,07mg/g de chumbo, já em uma granulometria de 20 mesh a adsorção da fibra com relação ao metal é igual à 2,992 mg/g de chumbo. Na peneira de 30 mesh o valor de chumbo adsorvido pela fibra é equivalente a 3,018 mg/g, e em uma granulometria de 40 mesh a fibra adsorve 2,716 mg/g de chumbo. Em um período de tempo de 24 horas a fibra imersa na solução elementar adsorveu 3,30 mg/g de chumbo com uma ordem granulométrica de 10 mesh.
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confirmou em relação à peneira de 40 mesh tendo uma absorção de 1,937 mg/g de cádmio maior que a de 20 mesh que teve absorção de 1,755 mg/g e a de 30 mesh 1,646 mg/g de cádmio adsorvido, só sendo menor que a de 10 mesh que teve uma adsorção 3,275 mg/g. No segundo momento decorridos mais 3 horas, totalizando 6 horas deste de o início do ensaio a absorção da peneira de 10 mesh foi de 3,701 mg/g a de 20 mesh adsorveu 1,823mg/g, todavia a tendência de melhor adsorção por ordem granulométrica observando o tamanho da peneira não se manteve porque a de 30 mesh teve adsorção do cádmio de 1,860 mg/g tendo uma melhor adsorção que a peneira de 20 mesh a de 40 mesh adsorveu 2,004 mg/g mantendo o aumento de adsorção com relação ao tempo de 3 horas. Decorridas 24 horas depois do início do experimento a absorção da peneira de 10 mesh diminuiu a um nível menor do que com 6 horas ficando com uma absorção de 3,462mg/g, a peneira de 20 mesh adsorveu 2,012mg/g e de 30 mesh 2,013 mg/g, a peneira de 40 mesh manteve a tendência de alta, adsorvendo 2,303 mg/g.
Como mostra a figura 1(c) e a tabela 1os resultados obtidos para adsorção do íon cobre na solução multi elementar com a fibra de coco foi: no período de tempo de 3 horas, a fibra de coco com a ordem granulométrica de 10 mesh adsorveu da solução 2,77 mg/g de cobre, a de 20 mesh teve adsorção 1,856 mg/g, a de 30 mesh 1,844 mg/g e a peneira de mesh 40 adsorveu de 2,140 mg/g. A fibra de coco imersa na solução multi elementar no tempo de 6 horas, a peneira de ordem granulométrica de 10 mesh adsorveu 2,745 mg de cobre / g de fibra de coco, a de 20 mesh foi 2,421 mg/g, a de 30 mesh 2,448 mg/g e a peneira de mesh 40 teve adsorção de 2,138 mg/g. No período de 24 horas corridas do experimento a fibra de coco passada em uma peneira com ordem granulométrica de 10 mesh imersa na solução multi elementar, conseguiu adsorver 2,914 mg/g de cobre, a fibra de coco com granulometria de 20 mesh adsorveu 2,185 mg/g, a de 30 mesh 2,439 mg/g e a de mesh 40 teve adsorção de 2,309 mg/g.
(a) (b) (c)
Figura 1 – Capacidade de Adsorção para (a) Chumbo, (b) Cádmio e (c) Cobre Tabela 1 - A capacidade de adsorção, e os resultados obtidos
Tratamento Pb2+ Cd2+ Cu2+ 3h 6h 24h 3h 6h 24h 3h 6h 24h 10 mesh 3,08 3,07 3,30 3,275 3,701 3,462 2,77 2,745 2,941 20 mesh 2,622 2,992 2,730 1,755 1,823 2,012 1,856 2,421 2,185 30 mesh 2,627 3,018 2,848 1,646 1,860 2,013 1,844 2,448 2,439 40 mesh 2,859 2,716 2,795 1,937 2,004 2,303 2,140 2,138 2,309
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Conclusões
Tendo em vista os resultados obtidos da absorção da solução multi elementar com a fibra do coco, mostra que a peneira de 10 mesh teve melhor resultado comparando com as peneiras de mesh 20, 30 e 40 em todos os intervalos de tempo e para todos os íons em estudo.
Referências
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Governo Federal. www.brasil.gov.br/noticias/arquivos/2011/08/30/governo-adotara- medidas-de-incentivo-a-producao-de-etanol. Acessado em 02 de Fevereiro de 2012. M. A. S. da Silva; N. P. Griebeler; L. C. Borges. Uso de vinhaça e impactos ambientais nas propriedades do solo e lençol freático. Revista Brasileira de Engenharia e Agrícola e Ambiental. 11 (2007) 108 – 114.
Neto, B. B.; Scarminio, I. S.; Bruns, R. E.; Como Fazer Experimentos –Pesquisa e Desenvolvimento na Ciência e na Indústria, Ed. da Unicamp: Campinas, 2001.
SOUZA SANTOS, T.D. Comentários acerca de redação de contribuições técnicas para a