10º FÓRUM INTERNACIONAL ECOINOVAR Formato On-line - 26, 27 e 28 de Outubro de 2021 Área: Sustentabilidade | Tema: Temas Emergentes em Sustentabilidade
PREPARAÇÃO DE UM BIOSSORVENTE BARATO A PARTIR DAS SEMENTES DA PITANGA (EUGENIA UNIFLORA) NA REMOÇÃO DO CORANTE AZUL DE METILENO EM SISTEMA DE
BATELADA
PREPARATION OF A CHEAP BIOSORBENT FROM PITANGA SEEDS (EUGENIA UNIFLORA) FOR THE REMOVAL OF METHYLENE BLUE DYE IN A BATCH SYSTEM
William Machado Piccini, Dison Stracke Pfingsten Franco , Jordana Georgin, Matias Schadeck Netto e Evandro Stoffels Mallmann Palavras-Chave: Corantes, biossorvente, adsorção, pitanga, azul de metileno.
Keywords: Dyes, biosorbent, adsorption, pitanga, methylene blue
1 PREPARAÇÃO DE UM BIOSSORVENTE BARATO A PARTIR DAS SEMENTES DA
PITANGA (EUGENIA UNIFLORA) NA REMOÇÃO DO CORANTE AZUL DE METILENO EM SISTEMA DE BATELADA
1 INTRODUÇÃO
Os corantes são moléculas químicas capazes de se aderir em superfícies de tecidos para conferir cor. A tecnologia avançada faz uso dessas substâncias em diversos setores industriais como da indústria têxtil, de papel, curtimento de couro, de processamento de alimentos, plásticos, cosméticos, borracha e impressão (Yagub et al., 2014; Bazzo, 2015). Existem vários métodos que podem ser utilizados na remoção desses contaminantes, a adsorção vem ganhando crescente espaço devido a sua facilidade de aplicação e baixo custo (Uddin et al., 2017). Nesse sentido, vários materiais já foram estudados na literatura, como, por exemplo, resíduos de sementes da Cedrela odorata por Babalola et al. (2016), na remoção do corante Azul de metileno, a casca da Araucaria angustifolia na remoção do violeta cristal por Georgin et al. (2018), entre outros. Uma das espécies que gera considerável interesse na indústria alimentícia brasileira é Eugenia uniflora, cujos frutos, conhecidos como pitanga ou popularmente como cereja brasileira, destacam-se por suas propriedades adstringentes e aroma agradável (Amorim et al., 2009; Bezerra et al., 2002). Neste estudo foi avaliado o potencial das sementes da pitanga (Eugenia uniflora) como adsorvente para remover o corante Azul de metileno (MB) de efluentes aquosos. Para este propósito, a biomassa da pitanga foi preparada e caracterizada por várias técnicas. Cinética de adsorção, equilíbrio e termodinâmica também foram estudados.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 PREPARAÇÃO DO BIOSSORVENTE E TÉCNICAS DE CARACTERIZAÇÃO
Os frutos da pitanga (Eugenia uniflora) foram coletados em diferentes regiões da cidade de Santa Maria (RS, Brasil). Após a secagem do material, a semente (material de interesse) foi separada, moída com o auxílio de um moinho de facas (Marconi, MA340), seca em estufa a aproximadamente 50 °C por 3 horas e peneirada até a granulometria desejada em uma peneira sem.
45, formando o biossorvente utilizado no estudo. O biossorvente foi caracterizado usando as análises FT-IR, XRD e MEV.
2.2 ESTUDOS DE ADSORÇÃO EM BATELADA
Os testes foram realizados com soluções do corante catiônico Azul de metileno. As soluções de MB foram preparadas com água destilada, a partir de uma solução estoque com 1,00 g L-1 de corante. Os experimentos foram realizados com diluições consecutivas da solução em questão. Na dosagem fixa de 0,8 g L-1 e pH = 8. As curvas cinéticas foram construídas sob diferentes concentrações iniciais de MB (25, 50, 100 e 200 mg L-1). As amostras foram coletadas nos intervalos de 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120 e 180 min. Por fim, as curvas de equilíbrio foram obtidas em 298, 308, 318 e 328 K, com diferentes concentrações iniciais de MB (25, 50, 100, 150 e 200 mg L-
1).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 CARACTERÍSTICAS DO BIOSSORVENTE
2 A banda larga localizada em 3430 cm-1 no FTIR (Figura 1 - A) corresponde ao alongamento da ligação O-H (Cao et al., 2014). A banda 2927 cm-1 é atribuída a ligação C-H vibrações (Ghaedi et al., 2015), já a banda 1641 cm-1 está atribuída as ligações C=O e N-H (Pavan et al., 2008). A banda em aproximadamente 1370 cm-1 corresponde a ligação C-H (Yang & Qiu, 2010). O pico em torno de 1017 cm-1 corresponde a ligação C-O (Dahri et al., 2014) e a banda 400 cm-1 pode ser atribuída a ligação C-N (Salem & Awwad, 2014). A imagem MEV (Figura 1 - B) confirma que o biossorvente é um material particulado com formas variadas e irregulares.
Figura 1 - Espectros FT-IR (A) e imagem MEV (B) da fruta pitanga (a) × 200 e (b) × 500
Fonte: autores.
3.2 PERFIL CINÉTICO DE ADSORÇÃO
O perfil cinético de adsorção do corante MB utilizando as sementes da pitanga é apresentado na Figura 2. Neste estudo, a quantidade de biossorvente foi constante (0,8 g L-1 em 50 mL de solução de corante e pH = 8). Verificou-se que o equilíbrio foi influenciado pela concentração inicial do corante, sendo alcançado rapidamente já nos primeiros 20 min para as concentrações de 25 e 50 mg L-1 e a partir de 120 min para as concentrações maiores. A alta capacidade de adsorção nos primeiros minutos é devido a superfície do biossorvente estar desocupada, desta maneira, com o passar do tempo os espaços começam a ser preenchidos pelas moléculas do MB até atingir a saturação (Khasri
& Ahmad, 2018). Pode-se observar que o modelo de ordem geral foi melhor para descrever o comportamento cinético de adsorção do pó das sementes de pitanga em MB, com maiores valores de R2 e R2adj (entre 0,948-0,998), e menores ARE (< 1.561 %) e MSE (< 4.466).
3 Figura 2 - Curvas cinéticas de adsorção do MB sobre as sementes de pitanga (T = 298 K, dosagem biossorvente = 0,8 g L-1, V = 50 mL, pH = 8 e taxa de agitação = 150 rpm).
Fonte: autores.
3.3 ISOTERMAS E TERMODINÂMICA DE EQUILÍBRIO
Os valores de qe (Figura 3) foram diretamente favorecidos pelo aumento da temperatura e pelo aumento da concentração do MB, variando de 152,72 a 164,08 mg g-1 para o intervalo de temperatura de 298 a 328 K na concentração de 200 mg L-1. Estes resultados estão possivelmente relacionados ao aumento da taxa de difusão do MB com o aumento da temperatura (Aksu et al., 2008). Analisando os valores foi observado que a adsorção do MB foi melhor ajustada ao modelo de Langmuir, devido aos maiores valores do coeficiente de correlação (R2 > 0.989) e do coeficiente de determinação ajustado (R2adj > 0.982), além de menores ARE (< 13.842 %) e MSE (< 58.3 mg g-1).
4 Figura 3 - Curvas isotérmicas de adsorção do MB sobre o caroço da pitanga (dosagem adsorvente
= 0,8 g L-1, V = 50 mL, pH = 8 e taxa de agitação = 150 rpm).
Fonte: autores.
4 CONCLUSÃO
Pelas análises de caracterização do pó das sementes de pitanga pode-se observar que o material apresentou uma estrutura amorfa com partículas irregulares, contendo uma superfície lisa com formas circulares, formada basicamente por nitrogênio, oxigênio, hidrogênio e carbono. Para as concentrações mais baixas o equilíbrio foi alcançado já nos primeiros 20 min, já para as concentrações maiores somente em 120 min. O modelo de ordem geral foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, com um qe de 206.745 mg g-1 para 200 mg L-1 de MB. O modelo de Langmuir mostrou forte afinidade do sistema adsorbato/adsorvente, obtendo uma capacidade máxima de 189.601 mg g-1 em 328 K.
REFERÊNCIAS
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