Uso da solução padrão B para troca iônica em coluna de leito fixo

As Figuras 4.16 e 4.17 apresentam curvas de remoção de catequina, vitamina C e acidez e redução para °Brix e pH utilizando solução B, durante troca iônica com resina Tanex, à 25 ± 1 °C, a vazão de 3 mL/minuto, em coluna de leito fixo.

Figura 4.16 - Porcentagem de remoção de catequina, vitamina C e acidez na solução B em coluna de leito fixo com resina Tanex, em função do tempo.

Figura 4.17 - Porcentagem de redução do °Brix e pH na solução B em coluna de leito fixo com resina Tanex, em função do tempo.

0 20 40 60 80 100 0 60 120 180 240 300 360 420 % r em o çã o Tempo (min) Catequina Vitamina C Acidez 0 20 40 60 80 100 0 60 120 180 240 300 360 420 % r ed u çã o Tempo (min) °Brix pH

Pela Figura 4.16, observa-se que quando se utilizou a solução B (solução padrão de catequina + ácido ascórbico + sacarose), a remoção da catequina padrão foi de 100%. Isso indica que, a presença de ácido ascórbico e sacarose na solução B não influenciou a seletividade da resina estudada, apresentando porcentagem de remoção de catequina de 100% como observado na Figura 4.15. Ainda, é possível observar que a porcentagem de remoção da catequina padrão na solução B (100%) se mantém até o final do experimento, atingindo o equilíbrio rapidamente.

Considerando a vitamina C presente na solução B, é observado que em 15 minutos de processo ocorreu uma remoção em torno de 94,3 ± 0,7%, apesar da troca iônica ocorrer simultaneamente, entrando em equilíbrio após 180 minutos com porcentagem de remoção de 22,5 ± 1,7% constante até o final do experimento (360 minutos). Neste sentido, em 180 minutos de processo foi estabelecida uma remoção em torno de 20% de ácido ascórbico em relação a solução inicial, mantendo assim uma considerável quantidade de vitamina C no produto final após este período.

Em relação a porcentagem de redução de acidez, pode-se observar na Figura 4.16 uma redução de 50,0 ± 0,0% do início até 80 minutos de processo em coluna de leito fixo, havendo uma redução para 25,0 ± 0,0% em 90 minutos de experimento, atingindo o equilíbrio em 100 minutos, em que não há mais redução da acidez, voltando ao seu valor inicial.

Na Figura 4.17, avaliando-se o efeito da adição da sacarose (dado em termos de °Brix) observa-se que em 5 minutos ocorre quase completa redução do °Brix (97 ± 1%) e essa redução acontece rapidamente até atingir o equilíbrio em 60 minutos de processo. Diferente ao observado para a vitamina C, em que o equilíbrio é atingido em 180 minutos de processo em leito fixo. Possivelmente, a resina após remover a catequina, buscou o composto de maior concentração inicial para a remoção de elétrons. Dentre os compostos presentes na solução B sem catequina, a sacarose possui mais grupos de hidroxilas (OH-)disponíveis para a troca iônica (concentração inicial 110 g/L), seguida pela vitamina C (ácido ascórbico) com concentração inicial de 1,824 g/L.

Ainda é possível observar que, a porcentagem de redução do pH se iniciou em 90 minutos de troca iônica em leito fixo, apresentando 7,2 ± 0,2% de remoção, e atingiu o equilíbrio aos 120 minutos com porcentagem de redução de 18,2 ± 0,5%, maior que a encontrada em 90 minutos. Após atingir o equilíbrio, o pH se mantém até o final do processo (360 minutos) com valor de 2,7 ± 0,1 próximo ao valor inicial.

Assim, a partir dos resultados apresentados nas Figuras 4.16 e 4.17, pode-se dizer que não se observou influência da vitamina C e da sacarose (°Brix) em relação a remoção da

catequina presente na solução B durante a troca iônica pela resina Tanex, em coluna de leito fixo. Isso indica que, a resina Tanex é altamente seletiva para a catequina, apresentando grande porcentagem de remoção deste componente pela resina na condição estudada neste trabalho.

As Figuras 4.18 e 4.19 apresentam curvas de ruptura de catequina, vitamina C e acidez, °Brix e pH na solução B, durante troca iônica com resina Tanex, à 25 ± 1 °C, uma vazão de 3 mL/minuto, em coluna de leito fixo.

Figura 4.18 - Curvas de ruptura de catequina, vitamina C e acidez na solução B em coluna de leito fixo com resina Tanex, em função do tempo.

Figura 4.19 - Curvas de ruptura do pH e °Brix na solução B em coluna de leito fixo com resina Tanex, em função do tempo.

Observando a Figura 4.18, pode-se verificar que a catequina padrão atingiu o ponto de ruptura logo no início do experimento, se mantendo constante ao longo do tempo, e que não se

formou curva de ruptura deste componente. Isso indica que para a catequina padrão, o ponto de ruptura é igual ao ponto de exaustão da coluna de leito fixo. Desta forma, pode-se observar que as catequinas presentes na solução A e na solução B apresentaram o mesmo comportamento. Diferente do observado para a sacarose (°Brix), vitamina C (ácido ascórbico) e acidez presentes na (solução B), possivelmente, isso se deve ao fato da resina Tanex possuir mais afinidade pela catequina, ocorrendo a troca iônica mais rapidamente, não havendo a formação de curvas de ruptura. Porém, na solução B ainda existem íons disponíveis para a troca iônica, assim o processo de troca continuou, formando curvas de ruptura para os outros componente presentes nesta solução.

Considerando a vitamina C presente na solução B, pode-se verificar que este componente atingiu o ponto de ruptura (C/C0 = 0,06 ± 0,01) em 15 minutos de troca iônica com resina Tanex. E o ponto de exaustão da coluna foi verificado em 240 minutos de experimento com C/C0 = 0,79 ± 0,02, em que ocorreu o completo esgotamento da coluna para este componente.

Para a acidez, a curva de ruptura formada apresentou o ponto de ruptura (C/C0 = 0,75 ± 0,05) em 90 minutos de processo com a resina Tanex e ponto de exaustão (C/C0 = 1,0 ± 0,0) em 100 minutos, permanecendo até 360 minutos, final do processo em coluna de leito fixo. Isso indica que, após a exaustão da coluna, a solução voltou a apresentar a mesma acidez da solução inicial.

Na Figura 4.19 é possível observar que a curva de ruptura para pH apresentou um perfil diferente das demais curvas. O pH da solução B na saída da coluna diminuiu ao longo do experimento até atingir um pH de 2,7 ± 0,1, próximo da solução de alimentação (3,1 ± 0,1). Em relação ao ponto de ruptura, esta iniciou-se na C/C0 = 1,25 ± 0,13 e decresceu ao longo do experimento, até a coluna atingir a exaustão (C/C0 = 0,86 ± 0,06) em 120 minutos de processo com resina Tanex. Este comportamento da curva do pH também foi encontrado por Veit et al. (2008) no estudo de biossorção de cromo (III) em coluna de leito fixo.

Pelos resultados obtidos, observou-se que à medida que a coluna saturava devido à remoção dos compostos presentes na solução B, o pH da amostra coletada na saída da coluna tendia a alcançar o pH da solução de alimentação, o que é coerente, uma vez que não está ocorrendo mais o processo de separação e a solução simplesmente flui pela coluna. Assim, o pH pode ser utilizado como controle para análise rápida do processo.

Em relação à sacarose (°Brix), verificou-se que a curva de ruptura típica para coluna leito fixo, foi formada logo no início do processo. Isso ocorreu possivelmente, devido à sacarose apresentar mais íons disponíveis para a troca iônica em relação a vitamina C presentes na

solução B. Este componente apresentou ponto de ruptura (C/C0 = 0,03 ± 0,01) em 5 minutos do processo e ponto de exaustão em 60 minutos com C/C0 = 0,98 ± 0,02. Após este período, o °Brix retornou ao seu valor inicial (11,0 ± 0,1). Como discutido, a resina após realizar a troca iônica com os íons da catequina, que é o composto de maior afinidade para a troca iônica na solução B, continuou a realizar a troca iônica com a sacarose e a vitamina C (ácido ascórbico) presentes na solução B, devido a estes componentes ainda possuírem grupos de hidroxilas disponíveis para a troca iônica.