AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DO BAGAÇO DE CAJU COMO ADSORVENTE NA REMOÇÃO DE CORANTES EM EFLUENTES INDUSTRIAIS.

AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DO BAGAÇO DE CAJU COMO ADSORVENTE NA REMOÇÃO DE CORANTES EM EFLUENTES

INDUSTRIAIS.

Paulo Henrique Alves de Azevedo¹, Roberta Pereira da Silva²

Resumo: Os processos químicos industriais, majoritariamente, produzem em sua etapa final algum tipo de resíduo que é descartado no meio ambiente. Indústrias têxteis fazem uso de colossais volumes de água, gerando efluentes, nos quais estão depositados substâncias químicas poluentes, tais como os corantes. Estes existem em muitas variedades e, quando reativos, tornam lúgubres ambientes aquáticos, acarretando na morte de organismos marinhos. Outra indústria para a qual volta-se a atenção é a indústria de beneficiamento do caju.

O bagaço, depois de extraído o sumo, é descartado pela maioria das indústrias, uma vez que estas não agregam valor econômico a esse material. Indo de encontro à visão da sustentabilidade é mister uma solução para essas problemáticas. Em virtude disso, este trabalho tem como fim avaliar a capacidade de remoção de corantes de efluentes pelo processo de adsorção utilizando o bagaço de caju como adsorvente. Para tanto, foi elaborada uma revisão bibliográfica, a qual encontrou arcabouço na literatura de artigos publicados. À custa de assíduas diligências dos materiais que abordavam essa questão, ficou evidente o promissor potencial do tratamento de efluentes contaminados com corantes utilizando o bagaço de caju, no que tange tanto aos aspectos termodinâmicos, como no tangente aos aspectos econômicos e ambientais.

Palavras-chave: Adsorção; Corante; Bagaço de caju; sustentabilidade; resíduos.

1. INTRODUÇÃO

Na conjuntura atual da sociedade, a sustentabilidade é uma pauta constante. Ela traz à tona os problemas relacionados à poluição ambiental, incitando a ciência a buscar soluções viáveis para imbróglios afins. É intrínseco às indústrias, no processo produtivo, a geração de resíduos. Estes, diversas vezes, são descartados erroneamente no meio ambiente, corroborando para o agravamento da poluição ambiental. Nesse perspectiva, Volta-se a visão para duas indústrias em particular.

Uma delas diz respeito à indústria têxtil. Os resíduos das atividades industriais têxteis provocam alarmantes problemas complexos ao meio ambiente, em especial aos recursos hídricos. Dentre esses resíduos, pode-se mencionar os efluentes descartados por essas indústrias, que se caracterizam por apresentar elevada carga de compostos químicos orgânicos. Os corantes são os principais resíduos desses efluentes, sendo estes compostos de difícil degradação e altamente tóxicos para o meio ambiente [1].

A segunda, e não menos importante, é a indústria de beneficiamento de caju, sobretudo a de produção de sucos.

Nos processos químicos industriais da produção do suco de caju, os resíduos gerados são os bagaços resultantes dos processos de extração. O caju, uma fruta típica do nordeste brasileiro e muito utilizada na produção dos sucos, tem escancarado a negligência do destino inútil da grande parte do seu bagaço, bem como sua potencialidade para fins mais insignes. O bagaço, por não apresentar valor comercial, é rejeitado pelas indústrias de suco e descartado de modo inadequado. Não obstante, as diligências realizadas por pesquisadores buscam enaltecê-lo, como, por exemplo, na remoção de corantes em efluentes industriais [2].

Destarte, o processo de adsorção emerge como uma atraente possibilidade para solucionar, de maneira integrada, ambos os impasses. A adsorção tem se destacado por ser viável do ponto de vista econômico e pela sua fácil implementação [3]. Estudos apontam para a utilização do bagaço de caju como adsorvente para a remoção de corantes oriundos dos efluentes industriais, mesmo havendo poucos artigos publicados trazendo essa perspectiva para o bagaço do caju. Assim sendo, é de suma importância uma revisão bibliográfica do que há na literatura com a finalidade de sintetizar as principais informações sobre o assunto em questão. E, assim, deixar evidente uma promissora solução para este problema à luz da sustentabilidade.

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO - UFERSA CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA Trabalho de Conclusão de Curso (2019).

2. Caju

O cajueiro pertence à família anacardiaceae, oriundo da América do Sul. É classificado em função do porte da planta, sendo dividido em dois grupos, o comum e o anão. O primeiro é caracterizado por possuir maior porte, conhecido também como cajueiro gigante, possui elevação entre oito e quinze metros. O segundo caracteriza-se por possuir porte baixo, uma altura inferior que quatro metros [4]. O autêntico fruto do cajueiro é a castanha, da qual é extraída a amêndoa, cuja coloração é marrom acinzentado. Após o seu desenvolvimento, o pedúnculo se alonga e se desenvolve para formar o pseudofruto, também intitulado de “maçã de caju”, cuja polpa é um amarelo esmaecido, de índole macia, fibrosa, adstringente e exibe aroma característico. [5]

2.1 PRODUÇÃO DE CAJU NO NORDESTE BRASILEIRO

O Nordeste é abundante em espécies frutíferas tropicais, as quais elevam o potencial da agroindústria, a citar o caju, que apresenta elevado potencial para consumo, sobretudo na forma de produtos industrializados. A indústria de beneficiamento atribui maior importância à castanha e, em escala reduzida, o aproveitamento do pedúnculo, o que promove elevadas perdas devido à grande quantidade de frutos que são descartados. [6] Essa desvalorização e desperdício do bagaço do caju tem alertado aos pesquisadores a carência de uma alternativa sustentável e viável quanto ao destino final desta matéria.

O caju é uma das proeminentes culturas sustentáveis na região nordestina , na qual a produção de pedúnculos situa-se de 2,0 milhões a 2,5 milhões de toneladas por ano, em razão disso leva o título de a maior região reconhecida no mundo inteiro como grande produtora de caju . A cada ano, são desperdiçados no Nordeste mais de 1,5 milhão de toneladas do pedúnculo, o que equivale a 75% das 2,5 milhões de toneladas produzidas nos nove estados [7] .O desperdício, embora majoritariamente esteja atrelado às indústrias de beneficiamento do caju, atrela- se, também, aos pequenos e médios agricultores. É comum no nordeste propriedades destinadas à plantação do caju, cujo objetivo principal é a comercialização da castanha. Pelo fato do caju haver em abundância sem valor econômico, fica apodrecendo no chão, quando não são jogados em lugares impróprios.

A tabela abaixo ilustra o alto potencial da produção de caju no Nordeste brasileiro. Nela, conota-se os estados que mais contribuem para a fruticultura do caju, bem como o estimado potencial a ser usufruído. Percebe-se que é o Maranhão o estado com o maior potencial para o agronegócio do caju, muito embora a área plantada seja a quinta menor dentre os seis estados constates na tabela. Em contrapartida,é o Ceará o estado que mais se destaca na cultura dessa fruta, sendo o estado do Rio Grande do Norte o terceiro maior produtor de caju na região Nordeste.

Tabela 1- Caju: grande potencial para crescer no Nordeste Estados

Área Potencial ( Em 1.000 hectares )

Área Plantada (Em 1.000 hectares ) Maranhão

Piauí Ceará

Rio Grande do Norte Pernambuco

Bahia

14.247 13.471 2.768

902 1.182 10.721

13 149 362 112 6 19

Nordeste 43.416 670

Fonte: IBGE (2004) [8]

A produção dos pedúnculos ocorre em períodos de escassez de água , isto é, não demanda grandes quantidades de tal líquido. É uma planta adaptada às condições hostis impostas pelo cenário da escassez de água imperioso no Nordeste, sendo uma cultura explorada majoritariamente em regime sequioso e, consideravelmente, por pequenos produtores. É uma atividade intensiva em mão de obra, visto que promove uma a ocupação de mais de 200 mil pessoas no campo, em virtude da colheita e mais 15 mil empregados na indústria de beneficiamento do caju [8].

2.2 PEDÚNCULO DO CAJU

Dados apontam que aproximadamente 80% do pedúnculo seja desperdiçado, o que equivale a 1,5 milhões de toneladas. Atrela-se a isso inúmeras razões. Dentre elas, é possível citar a ínfima capacidade de aproveitamento pela indústria, minúsculos intervalos de tempos das safras e o custo econômico em conservar colossais estoques de matéria prima. Em contrapartida, há várias maneiras de aproveitar industrialmente o pedúnculo. Diga-se de passagem, a produção de sucos, doces, cajuína, bebidas alcóolicas, etc. [9]

2.3 PROCESSAMENTO DO BAGAÇO DO CAJU

O processamento do suco de caju é o mais expressivo no cenário industrial do beneficiamento do pedúnculo. No entanto, gera como resíduo principal a fibra ou bagaço de caju. Os fluxogramas abaixo aludem a esse fato. Os processos referentes à produção de suco de caju e da cajuína, possuem muitas semelhanças. Dentre elas, e a mais preocupante, é a geração de resíduos durante o processamento do caju, também intitulado de borra ou refugo, no linguajar industrial. Fato esse que é inerente ao processo.

O fruto ao chegar no âmbito industrial, é processado numa série de etapas como se pode ver nos fluxogramas.

Depois de ser extraído o sumo do caju, ou o suco, o bagaço, gerado nas diferentes etapas é desprezado do processo. É neste fato que reside um grande problema. As indústrias não se preocupam muito no destino final desses resíduos, uma vez que não representam nenhum valor econômico para as mesmas.

O processo de adsorção desponta, então, como uma possibilidade promissora na mitigação desse e de vários outros problemas decorrentes, haja vista que é sustentável utilizar um material residual, no caso o bagaço do caju, ressignificando-o na conjuntura atual.

Figura 01- Fluxograma das etapas do processamento do suco clarificado

Fonte: EMBRAPA, 2010. [10]

Figura 02- Fluxograma das etapas do processo de produção da cajuína.

Fonte: EMBRAPA, 2009. [ 11]

3. INDÚSTRIAS TÊXTEIS E GERAÇÃO DE RESÍDUOS

No Brasil, a indústria têxtil exibe alto valor econômico e social, sendo esse setor o secundário expoente empregador da indústria de transformação, com aproximadamente 1,6 milhões de empregados diretos. Somado a isso, nosso país ocupa a posição do 5º maior produtor mundial de produtos de caráter têxteis [12]. Mas, apesar de todos os benefícios econômicos, tal ramo industrial é um dos maiores consumidores de água, quando volta-se a visão para os diferentes âmbitos industriais [1].

Os processos industriais de caráter têxtil têm como característica principal a utilização de elevadíssimos volumes de água durante as etapas de lavagem e tingimento- sobretudo nessas etapas- dos tecidos, resultando em efluentes com enorme diversidade e complexidade química. A presença de corantes dissolvidos é muito notória e catastrófica [13].

O Brasil tem grande influência no âmbito têxtil, configurando uma parte substancial da economia da nação, porém existe uma vacância da responsabilidade ambiental dos descartes dos efluentes gerados por esse setor. Calcula-se que quase toda a carga orgânica de corantes que entram no meio ambiente é através dos efluentes industriais têxteis [14].

O omisso abandono dos efluentes têxteis sem tratamento nos ambientes aquáticos tem capacidade de conduzir rapidamente ao esgotamento do oxigênio dissolvido, tendo como consequência o desequilíbrio dos ecossistemas marítimos. A presença de corantes nos recursos hídricos, impede a penetração da luz solar nas camadas mais profundas, alterando a atividade fotossintética do meio, resultando numa interferência negativa da qualidade da

água, diminuindo a solubilidade de oxigênio, e trazendo efeitos tóxicos sobre a fauna e flora aquática [15].

O tingimento consiste num processo de coloração dos substratos têxteis, de modo homogêneo, em face da aplicação de corantes. Comumente, o processo é composto em três procedimentos , nos quais ocorrem eventos de caráter fisico-químico: Migração, absorção e difusão / fixação do corante. O corante absorvido se difunde no íntimo da fibra e nela erige-se por meio de ligações iônicas, ligações de hidrogênio, forças de Van der Walls, dependendo da natureza do material polimérico do qual é feito e do tipo de corante empregado. Nas diversas etapas que dão sucessão ao processo de tingimento, a temperatura desempenha um importante papel ao lado da influência de produtos químicos auxiliares da ação mecânica da agitação do banho e do substrato têxtil em processamento [16]

Vale frisar que durante no processo de tingimento, vários outros compostos químicos são utilizados para melhorar a eficiência do processo. Todavia, esses compostos também são descartados nos corpos hídricos – muitas vezes de forma omissa. Não obstante, o corante é o que apresenta maior potencial de periculosidade para os organismos aquáticos. Sendo, então, impreterível uma proposta de solução para tal problemática.

Tabela 01: Produtos químicos auxiliares utilizados no tingimento

Fonte: [16]

Os processos de tingimentos são executados de diferentes formas. De acordo com a maneira em que se encontra o substrato têxtil (fios, tecidos planos ou malhas). Podem ser realizados procedimentos contínuos ou em batelada.

Em geral, fios e malhas são tingidos em batelada e tecidos planos em processos contínuos. Depois de diluir o corante em concomitância com os produtos químicos auxiliares, leva-se essa nova solução para as máquinas, na qual ocorrem a lavagem dos tecidos- para posterior tingimento [16].

Depois de transcorrido o tempo de fixação do corante na peça de tecido, a dita é então lavada com água fria, água quente e depois é ensaboada, sendo enxugado rigorosamente logo em seguida. Os processos de lavagem, assim como o de tingimento, requerem o auxílio de outras produtos químicos, tais como sabões, detergentes, sequestrantes, neutralizantes, entre outros. Os efluentes oriundos dos processos de lavação,em especial os primeiros banhos, apresentam elevadas concentraçãoes de poluentes: Corantes e os produtos auxiliares. Se não forem adequadamente tratados, poderão desencadear seríssimos problemas ambientais [16].

Os corantes são, em essência, formados por um grupo de átomos responsável pela cor, intitulados cromóforos, e também pelo grupo dos auxocromos, que funcionam como doadores ou aceptores de elétrons, que intensificam a cor dos cromóforos. Estes são imbuídos da fixação do corante à fibra [17]. É importante ressaltar a diferença que há entre corantes e pigmentos. A diferença crucial está no tamanho da partícula, e na solubilidade no meio em que são inseridos. Os pigmentos possuem, em suma, tamanho da partícula maior e são insolúveis; ao passo que os corantes são moléculas solúveis – eis o problema.

Os corantes sintéticos estão dispostos no quadro de poluentes emergentes, os quais são definidos como qualquer substância química que não foi integrada em programas de monitoramento, tampouco em legislação pertinente a qualidade ambiental. Todavia, estão constantemente sendo introduzidas no ambiente devido às atividades antrópicas [18]. A produção de papel, couro, cosméticos, etc, utilizam corantes sintéticos para colorir seus produtos [19] Mais de 10 mil corantes sintéticos são produzidos em escala industrial, sendo que aproximadamente 2 mil encontram-se à disposição para o segmento têxtil, no qual sua utilização é elevadíssima [20, 21].

Cerca de 700.000 toneladas de corantes são produzidos anualmente para uso nas indústrias têxteis [22]. Ou seja, o setor têxtil tem uma quota de dois terços do mercado total de corante [23] e é responsável pela maior parte da produção, uso e descarte de efluentes contendo essas substâncias [24]. Durante a produção e consumo, cerca de 10% destes corantes são descartados em efluentes, causando diversos problemas ambientais [25]. Existem vários tipos de corantes têxteis diferentes, que podem ser classificados de acordo com sua estrutura química ou pelo método de fixação nas fibras dos tecidos. Assim, a tabela 02 abaixo ilustra alguns corantes e suas características principais.

Tabela 02- Corantes e características físico-químicas

TIPO DE CORANTE PROPRIEADADES FISICO-QUÍMICAS

Corantes Ácidos Solúveis, possuem pelo menos um grupo sulfônico (–

SO3-) em sua estrutura química, e apresentam uma forte afinidade com a fibra celulósica do tecido Corantes Azoicos Insolúveis em água, neste caso a fibra tem que ser

impregnada com um agente de acoplagem para que o corante se fixe nela. Eles possuem no mínimo um grupo azo em sua constituição (–N=N–).

Corantes Branqueadores Apresentam grupos carboxílicos azometino (–N=CH–

) ou etilênicos (–CH=CH–) ligados à anéis aromáticos em suas estruturas químicas

Corantes a Cuba Insolúveis em água, são aplicados com ditionito em solução alcalina para se fixar à fibra de tecido.

Apresentam mais de um anel aromático em sua estrutura química

Corantes Diretos Solúveis em água que possuem mais de uma cadeia química azo, interagindo com a fibra de tecido por forças de van der Waals.

Corantes Dispersivos Insolúveis em água, e aplicados através de suspensão.

Não apresentam grupos azos em suas cadeias químicas.

Corantes de Enxofre Insolúveis em água e apresentam em sua estrutura química polissulfetos (–Sn-).

Corantes Pré-Metalizados Apresentam íons metálicos ligados em suas estruturas químicas.

Corantes Reativos Possuem grupos químicos eletrofílicos reativos, que formam ligações covalentes com os principais sítios de ligação da fibra do tecido. Contêm a função antraquinona e azo como grupos cromóforos

Fonte: [26]

Em razão de a sua estrutura química conter anéis aromáticos, grupos aminas e azos, grupos sulfônicos, e íons metálicos em sua estrutura, os corantes acabam sendo moléculas de difícil degradação, permanecendo no ambiente por um longo período de tempo. Outra problemática dos corantes é que devido a sua estrutura química eles muitas vezes são compostos inibidores de micro-organismo, diminuindo ainda mais as chances de serem degradados naturalmente no ambiente [1].

Os corantes azoicos figuram o maior e mais diverso grupo de corantes sintéticos utilizados na indústria, visto que são facilmente sintetizados e têm amplo espectro de cores. Em geral eles podem ser classificados como monoazo, diazo, triazo e poliazo, sendo que os monoazo representam a grande maioria [27]. O grande problema desses corantes, é que a sua degradação quando realizada de maneira incompleta pode gerar subprodutos altamente tóxicos ao homem e aos organismos aquáticos. Portanto, devido a sua toxicidade e persistência no meio ambiente, a remoção desses corantes das águas tornou-se questão de grande interesse da comunidade cientifica e de dos órgãos ambientais que regem as leis de descarte de substâncias com alto poder de poluição nos ambientes aquáticos [28].

Os corantes e seus intermediários são suscetíveis a acumulação em plantas e outros organismos aquáticos [29].

além do fato de que em comparação as moléculas dos corantes, alguns intermediários produzidos durante as etapas de descoloração, citar como exemplo aminas aromáticas e compostos fenólicos, podem ser periculosos e possuir baixa eficiência na biodegradação, dificultando assim a plena eficácia dos tratamentos biológicos [30].

4. ADSORÇÃO

Um método que desponta no cenário atual e tem sido alvo de constantes estudos para tratar efluentes com vários tipos de contaminantes, sobretudo os corantes, é a adsorção, cuja principal característica é possuir uma alta eficiência na remoção do corante têxtil, removendo, aproximadamente, toda a molécula do contaminante. Uma das vantagens é não carecer de uma grande área física para sua aplicação,tendo um baixo custo de aplicação, e curto período de tratamento do efluente, o que atribui rapidez ao processo. Outro aspecto da adsorção é a possibilidade de utilizar um resíduo já existente como material adsorvente. [1]

A adsorção é uma operação de transferência de massa, na qual avalia-se a habilidade deum sólido em concentrar na sua superfície determinadas substâncias existentes em fluidos líquidos ou gasosos, o que possibilita a separação dos componentes desses fluidos, tendo em vista que os componentes adsorvidos concentram-se sobre a superfície externa, quanto maior for esta superfície externa por unidade de massa sólida, proporcionalmente maior será a adsorção. Dessa maneira, adsorventes, majoritariamente, são sólidos porosos. [31] A espécie que se deposita na interface do material é normalmente denominada de adsorvato ou adsorbato; e asuperfíce sólida na qual o adsorvato se acumula, de adsorvente ou adsorbente [32].

Diversos resíduos já foram testados como possíveis adsorventes, a citar , cascas de alimentos, resíduos agrícolas e industriais como serragem, cinzas, entre outros [19]. Esse fato vem a corroborar nas qualidades da técnica,uma vez que é possível tratar um efluente contaminado e ainda dar um destino mais apropriado a outro resíduo já existente [21].

O equilíbrio de adsorção é uma circunstância imprescindível para a extração de informações sobre o projeto e análise de um processo de separação por adsorção. Quando o adsorvato é colocado em contato com o adsorvente, as moléculas ou íons tendem a se deslocar do meio aquoso para a superfície do adsorvente, até que a concentração do soluto na fase líquida permaneça constante. Tendo isso ocorrido, diz-se que alcançou-se o estado de equilíbrio e a capacidade de adsorção do adsorvente é, então, determinada [31].

A termodinâmica trata dos aspectos energéticos dos processos, fornecendo informações com base em parâmetros que revelarão a espontaneidade dos mesmos. Sendo os principais a constante de equilíbrio, a variação da energia de Gibbs, variação da entalpia e variação da entropia. A posse desses valores permite determinar se o processo é factível, ou seja, espontâneo; se é regido, majoritariamente, por contribuições entálpicas ou entrópicas; estimar a capacidade máxima de adsorção do adsorvente, entre outras informações.

Na adsorção, as forças atrativas atuam de modo a permitir o recobrimento de uma dada superfície por espécies afins, de modo que sempre ocorrerá liberação de energia. Ou seja, o sistema passa de um estado de maior energia para um estado de menor energia e, portanto, mais estável. Isso implica na espontaneidade do processo de adsorção.

Matematicamente, constata-se isso pela variação da energia de Gibbs, se esta é negativa, o processo é espontâneo.

Nada, todavia, pode ser falado quanto ao tempo em que esses processos levam para se concretizarem- na termodinâmica. Esse papel cabe à cinética. [31]

Somado a isso, é imprescindível as isotermas. Estas são curvas dos gráficos construídos com os valores das concentrações de equilíbrio do adsorvato e das quantidades adsorvidas respectivas, a uma temperatura constante.

Muitas equações isotermas foram propostas com dois ou mais parâmetros para ajustar os dados experimentais.

Dentre essas, podemos citar as equações de Langmuir,Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin e Dubinin–

Radushkevich. Dentre as mais comumente utilizadas, encontram-se as equações de Langmuir e Freundlich. Suas maiores utilizações são devido ao fato de se prever a capacidade máxima deadsorção do material (modelo de Langmuir) e capacidade de descrever o comportamento dos dados experimentais. Além disso, ofato de elas apresentarem dois parâmetros torna mais fácil a sua utilização. [31]

A cinética de adsorção é expressa como a taxa de remoção do adsorvato na fase fluida em relação ao tempo, envolvendo a transferência de massa de um ou mais componentes contidos em uma massa líquida externa para o interior da partícula do adsorvente, os quais deverão migrar através dos macroporos até as regiões mais interiores dessa partícula. A velocidade de adsorção pode ser afetada pela temperatura, pH, força iônica, concentração inicial do adsorvato, agitação, tamanho das partículas e distribuição do tamanho dos poros. [31] Os modelos mais utilizados para estudo da cinética de adsorção são os modelos de pseudo primeira ordem e pseudo segunda ordem.

5. REMOÇÃO DE CORANTES COM BAGAÇO DE CAJU

Alguns estudos apontam para a utilização do bagaço do caju como atuando como adsorvente na remoção de corantes sintéticos de efluentes industriais. Se por um lado, essa alternativa pode mitigar o problema do desperdício do bagaço de caju, por outro lado pode atenuar um outro problema que é a poluição dos recursos hídricos. Na literatura, encontra-se muitos artigos sobre a questão da poluição dos corpos hídricos pelas indústrias têxteis, bem

como artigos que alarmam o desperdício do bagaço de caju e suas consequências ambientais. Todavia, encontra- se poucos artigos que proponham uma solução conjunta para ambos os problemas. Em contrapartida, a pouca literatura que há, exibe ótimos resultados no tocante da eficiência do bagaço de caju como adsorvente, para remover corantes. [ 33,34,35]

5.1 Adsorção de corante reativo vermelho MR- 5B em bagaço de Caju

O bagaço de caju foi lavado três vezes com água e seco a 60 °C por 24 horas, triturado, peneirado e estocado até seu uso a temperatura ambiente. Para cada 100 g de bagaço foi dispendido 1,5 L de HCl a 3%(v/v), sob agitação constante em banho ultratermostatizado a 60 °C por 2,5 horas. Em seguida, realizou-se filtração à vácuo e o pH dos sólidos foi corrigido com solução tampão de fosfato de sódio, 0,2 M e pH 8. Lavou-se o bagaço com água destilada e secou-se o mesmo a 50 °C, em estufa. Obteve-se uma remoção de 95% com 15 horas de ensaio, iniciando com uma concentração inicial de corante de 500 mg/L e 0,2 de adsorvente. Com base na cinética de adsorção o equilíbrio foi verificado a 25 °C e pH 2, fazendo uso dos modelos de primeira e segunda ordem. Os resultados obtidos mostraram que ambos os modelos se ajustaram aos dados experimentais. Para as isotermas de adsorção os dados experimentais se ajustaram melhor ao modelo de Freudlich (𝑹^𝟐 0,98301) e ao modelo de Langmuir (𝑹^𝟐 0,81833). Obteve-se uma adsorção máxima de 44mg/g. [33]

5.2 ADSORÇÃO DO CORANTE AZUL 5G-BF RESIDUAL DA INDÚSTRIA TÊXTIL USANDO BAGAÇO DE CAJU COMO ADSORVENTE

Foram realizados da remoção do corante azul reativo 5G-BF pelo processo de adsorção, utilizando como adsorvente o bagaço de caju. Inicialmente, o bagaço de caju foi lavado três vezes com água e seco em uma estufa com renovação de ar a 60 °C por 24 horas. Depois, foi triturado, peneirado e estocado até seu uso a temperatura ambiente. O bagaço de caju- depois de lavado, secado, triturado e peneirado- foi tratado com ácido clorídrico.

Utilizou-se uma amostra de 100 g de bagaço, adicionada a 1,5 L da solução de HCl a 3% (v/v) e aqueceu-se em banho ultratermostático a 60 °C por 2 horas. Sendo depois lavado com solução tampão de fosfato 0,2 M a pH 8.

A outra lavagem foi realizada com água destilada. O ponto de carga zero (PCZ) para o adsorvente utilizado foi de pH igual a 8. Para descrever a cinética de adsorção , a 25 °C e pH 2 , foi feito uso dos modelos pseudoprimeira ordem e pseudossegunda ordem. Este último foi o que melhor se ajustou aos dados. O tempo de equilíbrio foi de 24 horas, sendo mais rápida nos estágios iniciais dos processos e mais lenta próxima do equilíbrio. Os modelos de Redlich-Peterson e Langmuir- Freundlich apresentaram melhores resultados para as isotermas de adsorção.

Através do modelo de Langmuir, obteve-se uma adsorção máxima de aproximadamente 81 mg/g. O bagaço mostrou-se eficiente na remoção do corante reativo azul, podendo ser utilizado no tratamento de efluentes têxteis.

[34]

5.3 ADSORÇÃO DO CORANTE AZUL BF-R REATIVO COM O BAGAÇO DE CAJU RESIDUAL REAPROVEITADO DA PRODUÇÃO DE XILITOL COMO ADSORVENTE.

Foi realizado um estudo comparativo do desempenho do bagaço de caju oriundo da produção de xilitol como adsorvente, em relação ao bagaço de caju in natura, na adsorção do corante azul reativo BF-R. O xilitol é um poliol, produto obtido do bagaço de caju, com ampla utilização nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e odontológicas, com ação anticariogênica. Todavia, durante a produção deste poliol é gerado um resíduo sólido, o qual foi diligenciado a possibilidade de utilizá-lo como adsorvente. O bagaço de caju in antura foi tratado de maneira análoga como descrito em [33, 34]. O bagaço de caju proveniente da produção de xilitol foi hidrolisado a 121 C por 30 minutos com ácido sulfúrico 0,6 M. Em seguida, as frações foram separadas por filtração, sendo a fração líquida usada na produção de xilitol e a sólida utilizada no estudo da adsorção.Via caracterização, constatou- se que o resíduo supracitado é um material lignocelulósico, não mesoporosos. Quanto à cinética, o tempo de equilíbrio foi de 36 horas, cujos modelos que melhor ajustaram-se aos dados foram o de pseudo primeira ordem para o bagaço de caju do xilitol e o de pseudo segunda ordem para o outro tipo de bagaço. Constatou-se, também, que o aumento da temperatura favorecia o processo de adsorção. Fato que sugere uma alta afinidade da superfície do bagaço pelas moléculas do corante. A isoterma que mais se adequou aos dados foi a de Langmuir, cuja quantidade máxima adsorvida correspondeu a 35, 681 mg/g para o bagaço de caju do xilitol e 95,05 mg/g para o bagaço de caju in natura , na temperatura de 55 °C. Ademais, todos os parâmetros termodinâmicos revelaram a espontaneidade do sistema. Para todos os valores de temperaturas estudados obteve-se que a variação da energia livre de Gibbs foi negativa. [35]

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Com base no exposto, ficou evidente as dimensões dos problemas ambientais decorrentes da contaminação dos efluentes industriais, bem como os imbróglios referentes ao desperdício do bagaço de caju, procedente das indústrias de beneficiamento do mesmo. Tais problemas são inalienáveis e urgem a diligência dos pesquisadores

frente a esse cenário, haja vista que a literatura mostra-se paupérrima quando se trata de pesquisas que abarquem ambos os problemas e uma solução concomitante. Neste sentido, todavia, a adsorção desponta como uma exímia solução que permeia as duas problemáticas mutuamente, possibilitando uma atenuação. Ficou evidente, outrossim, a eminência do bagaço de caju residual como adsorvente no tratamento de efluentes têxteis pelo processo supracitado. Pelas lentes da sustentabilidade, nota-se a magnificência desta proposta como uma solução dual às questões pendentes. E, enfim, sob o prisma da termodinâmica o processo exibe-se viável e factível.

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] ALMEIDA, Érica Janaína Rodrigues de; DILARRI, Guilherme; CORSO, Carlos Renato. A indústria têxtil no Brasil: Uma revisão dos seus impactos ambientais e possíveis tratamentos para os seus efluentes.:. ¹Departamento de Bioquímica e Microbiologia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Avenida 24 A, nº 1515, 13506-900, Rio Claro - SP. Boletim das águas, São Paulo, p.1-18, 2017. Semanal. Avenida 24 A, nº 1515, 13506-900, Rio Claro - SP.

[2] ROCHA, M. V. P. Produção de bioetanol a partir de pedúnculo de caju (anacardium occidentale l.) por fermentação submersa. 2010. 213f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal-RN, 2010.

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