Para efeito de análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV), as amostras foram reduzidas a um tamanho em torno de 0,5 cm2, acomodadas em base própria de alumínio e levadas a um metalizador, onde receberam um banho de vapor de ouro.
Para verificação da seção transversal, as membranas foram fraturadas com nitrogênio líquido. Das seis amostras enviadas para análise, quatro amostras (Tabela 26) evidenciaram a presença de poros, com tamanho entre 1,1 e 2,7 µm, compatível com a faixa de poros adequada à filtração de suco, cuja literatura registra um intervalo de 0,1 a 10 µm (HABERT et al, 2006).
TABELA 26 – Membranas de quitosana que apresentaram resultados satisfatórios na análise por MEV
Solução Adição Solução em Estufa Imersão em solução de Estufa Imersão em água destilada à temperatura Tamanho de Exp. Ácido acético (mL) Quitosana (g) de Glutaraldeído (mL) placa PETRI (mL) Temp. (oC) Tempo (h) NaOH (g) Temp. (oC) Tempo (h) ambiente (Tempo) (h) poro (µµµµm) G1B 20 20 0,2 40 60 1 0,15 30 18 3 1,19 A 20 20 - 40 40 4 0,5 - - 2 1,69 C1 20 7 - 40 50 4 0,25 - - 24 1,97 J1B 20 5 - 40 60 1 0,15 30 18 3 2,75
Analisando a Tabela 26, em comparação com os outros experimentos registrados nas Tabelas 9, 11 e 12, das quais participam, respectivamente, as amostras C1 e A; J1B; e G1B, pode-se deduzir que a temperatura adequada para a solução inicial em estufa concentra- se na faixa de 40 a 60 (oC), desde que, a 60(oC), o tempo em estufa não ultrapasse 1 hora.
O tempo de imersão em água destilada variou de 2 a 24 horas, sem afetar a membrana, provando que as membranas, nessas condições, apresentaram o comportamento desejado.
Comprovou-se que a variação (0,15 a 0,5g) de NaOH satisfez dentro das condições impostas pelos outros parâmetros, sendo responsável pela formação de poros nas membranas.
Notou-se, também, que concentrações de quitosana abaixo de 10%, com adição de glutaraldeído (Tabela 12), tornaram a membrana sem resistência. Considerou-se ideal a concentração de 20% de quitosana com adição de 0,2 mL de glutaraldeído, como é o caso da amostra G1B, que fornece uma boa película, rica em polímeros, capaz de suportar a ação do reticulante sem comprometer o resultado final, o que ficou evidente na Tabela 27, pelo tamanho do poro apresentado naquela membrana (2,75 µm); neste fator, a G1B foi considerada a melhor amostra analisada por MEV, uma vez que seu tamanho de poro situou- se mais próximo do valor médio (5 µm) da faixa estabelecida para microfiltração, que é de 0,1 a 10 µm.
Tabela 27 – Membranas analisadas por MEV com resultados satisfatórios - tamanho de poros e espessura -
Membranas Tamanho de poros (µm) Espessura (µm) J1B 1,19 19,5 C1 1,69 11,2 A 1,97 29,2 G1B 2,75 26,2
Considerando que quanto menor a espessura maior a permeabilidade da membrana, pode-se afirmar que, com relação a esse aspecto, a membrana C1 foi a que apresentou melhor resultado.
As micrografias (Figuras 26 a 41) mostram a morfologia das membranas, que foram ampliadas conforme Tabela 28.
Tabela 28 – Membranas de quitosana - análises MEV – ampliação
Membranas Lado do vidro Lado do ar Seção transversal - poro - Seção transversal - espessura - J1B 5000 x 5000 x 10000x 2000x C1 5000 x 5000 x 10000x 2000x A 1000x 1000x 10000x 2000x G1B 5000 x 5000 x 15000x 2000x
Figura 26 – Micrografia (MEV) – membrana de quitosana “J1B” – lado do vidro – 5000x
Figura 27 - Micrografia (MEV) – membrana de quitosana “J1B” – lado do ar – 5000x
Figura 28 – Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “J1B” - seção transversal – tamanho de poro: 1,19 µm – 10000x
Figura 29 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “J1B” - seção transversal – espessura: 19,5 µm – 2000x
Figura 30 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “C1” – lado do vidro – 5000x
Figura 31 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “C1” – lado do ar – 5000x
Figura 32 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “C1” – seção transversal – tamanho de poro: 1,69 µm – 10000x
Figura 33 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “C1” – seção transversal – espessura: 11,2 µm – 10000x
Figura 34 – Micrografia (MEV) – membrana de quitosana “A” – lado do vidro – 1000x
Figura 35 - Micrografia (MEV) – membrana de quitosana “A” – lado do ar – 1000x
Figura 36 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “A” – seção transversal – tamanho de poro: 1,97 µm – 10000x
Figura 38 – Micrografia (MEV) – membrana de quitosana “G1B” – lado do vidro – 5000x
Figura 39 - Micrografia (MEV) – membrana de quitosana “G1B” – lado do ar – 5000x Figura 37 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “A” – seção transversal – espessura: 29,2 µm –
Figura 40 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “G1B” – seção transversal – tamanho de poro: 2,75 µm – 15000x
Figura 41 - Micrografia (MEV) - membrana de quitosana “G1B” – seção transversal – espessura: 26,2 µm – 2000x
5 CONCLUSÕES E SUGESTÕES
A metodologia utilizada para a síntese de membranas de quitosana mostrou-se adequada, uma vez que a microscopia eletrônica de varredura permitiu evidenciar a presença de poros nas membranas tratadas, sendo estes compatíveis com o tamanho requisitado para sistemas de microfiltração.
Confirmou-se a influência do NaOH na formação dos poros.
Constatou-se, ainda, a importância da concentração de quitosana para o bom resultado da membrana, principalmente quando em presença de agente bifuncional, no caso, o glutaraldeído.
Relativamente à espessura da membrana, ficou demonstrado que esse aspecto é preponderante na permeabilidade, uma vez que a amostra escolhida para a microfiltração foi aquela com a mesma formulação da amostra “C1”, enviada para análise MEV, cuja caracterização sinalizou uma espessura de 11,2 µm.
De acordo com os dados obtidos e ilustrados em figuras, a filtração com a membrana de quitosana mostrou-se superior à filtração convencional, com tecido, no que concerne aos aspectos fundamentais que devem ser priorizados quando da escolha de membranas para filtração de líquidos, que é a permeabilidade e seletividade.
A membrana utilizada na microfiltração demonstrou alta capacidade seletiva, apresentando um desempenho 3,5 vezes maior do que o do filtro convencional na retenção de solutos.
A cajuína obtida por microfiltração com a membrana de quitosana mostrou-se cristalina, o que foi corroborado pelo teste de turbidez, alcançando um valor dentro dos padrões requisitados para bebidas clarificadas.
As membranas utilizadas para ensaios, em pequena escala, ratificaram sua capacidade como elementos microfiltrantes, com resultados promissores para uso em escala industrial, se integrados a sistemas tecnológicos adequados.
Para a continuidade/aprimoramento deste trabalho, sugerem-se pesquisas mais aprofundadas que viabilizem a implementação deste projeto e sua efetiva utilização em grande escala:
a) preparação de membranas biopoliméricas macroporosas;
c) ensaios utilizando sistema de filtração tangencial;
d) análises das membranas de quitosana com relação à resistência mecânica e química, bem como vida útil;
e) análises físico-químicas da cajuína, antes e após tratamento térmico, utilizando-se a filtração convencional e a microfiltração com membrana de quitosana; e
f) desenvolvimento de unidade-piloto para microfiltração em escala semi-industrial.
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