USO DE PALHA DE ARROZ PARA A REMOÇÃO DE CORANTE CATIÔNICO: ISOTERMAS E CINÉTICAS DE ADSORÇÃO

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1 USO DE PALHA DE ARROZ PARA A REMOÇÃO DE CORANTE CATIÔNICO: ISOTERMAS E CINÉTICAS DE ADSORÇÃO M. A. Ris ; J. F. d Olivira 2, A. A. Sulkovski 2 ; P. M. Lunardi 2 ; J. V. R. Ris, P. G. D. Pora - Dparamno d Ciências da Compuação Engnharia Univrsidad Rgional Ingrada do Alo Uruguai das Missõs, Rua Univrsidad das Missõs, 464 CEP: Sano Ânglo - RS Brasil, mirlaaraujor@homail.com 2- Dparamno d Engnharia uímica Univrsidad Fdral d Sana Maria, Avnida Roraima, 000 CEP: Sana Maria - RS, Brasil. RESUMO: Os problmas d conaminação dos rcursos hídricos d dscar d rsíduos das agroindúsrias são sndo moivo d discussão cada vz maior, pois ambos são crscndo m larga scala. Indo ao nconro dsa procupação, buscou-s analisar a ficiência da rmoção do coran caiônico viola crisal frn a palha d arroz. Foram ralizados nsaios com os valors d ph (4; 6; 8 0) com concnração inicial d coran (50 mg. L - ). Posriormn fixado o ph, saram-s difrns concnraçõs d coran (50, 75, 00, 25 mg. L - ), para a consrução das cinéicas d adsorção isormas. O ph não aprsnou influência sobr a capacidad adsoriva da palha d arroz, sndo u a msma foi nconrada plo modlo d Langmuir ficando no valor d 80 m.g -. Além disso, o modlo d psudo-sgunda ordm foi o d mlhor ajus a cinéica (R 2 > 0,99 EMR <,5%). PALAVRAS-CHAVE: palha d arroz; adsorvn; coran; caiônico. Th problms of conaminaion of war rsourcs and was disposal of agroindusris ar incrasingly on h agnda as boh ar growing on a larg scal. Ming his concrn, w sough o analyz h fficincy of h rmoval of h crysal viol caion dy in fron of h ric sraw. Th ph valus (4, 6, 8 and 0) wr sd a an iniial concnraion of dy (50 mg. L - ). Subsunly h ph was fixd diffrn concnraions of dy (50, 75, 00, 25 mg. L - ) for h consrucion of adsorpion kinics and isohrms. I was obsrvd h lack of influnc of h ph in h procss and ha h adsorpiv capaciy was 80 m.g - for Langmuir modl. In addiion, h psudo-scond ordr modl was h on ha bs fi h kinics (R 2 > 0.99 and EMR <.5%). KEYWORDS: sraw ric; adsorbn; dy; caionic.. INTRODUÇÃO O arroz é considrado o produo d maior imporância conômica m muios paíss m dsnvolvimno, sndo alimno básico para crca d 2,4 bilhõs d pssoas. É uma culura u aprsna grand capacidad d adapação a difrns condiçõs d solo clima. Culivado consumido m odos os coninns, o arroz s dsaca pla produção ára d culivo, dsmpnhando papl sraégico, ano m nívl conômico uano social (EMBRAPA,206). Dvido à grand produção dss grão, sus rsíduos são grados m grand scala acabam por sr dscarados d manira inaduada uando podriam r um dsino d mlhor aproviamno. Além do problma grado plo aproviamno inficin dos rsíduos provnins do arroz, noa-s o crscn dscar d rsíduos advindos das indúsrias êxis, d alimnos, d inas, dificulando a passagm d luz

2 m mios auáicos. Corans indusriais normalmn são óxicos, além d rm a capacidad d absorvr a luz, u é ncssária para a ralização da foossíns plas planas subauáicas. Ao viar a foossíns, o coran diminui a uanidad d oxigênio prsn na água u implica m vários ouros problmas ambinais (GIACOMOLLI, 203). Dnr as difrns écnicas d rmoção d coran m soluçõs auosas, dsaca-s a d adsorção dvido a sua simplicidad ficiência (BARBOSA al., 208; ZAZYCKI al., 208). A adsorção pod sr comprndida como uma opração uniária d ransfrência d massa do ipo sólido-fluido, na ual s objiva avaliar a capacidad d sólidos m concnrar m sua suprfíci drminadas subsâncias conidas m soluçõs líuidas ou gasosas (GOMIDE, 988). Nss conxo, o prsn rabalho buscou avaliar a capacidad adsoriva d palha d arroz frn ao coran caiônico viola crisal. 2. MATERIAL E MÉTODO 2.. Caracrização do biossorvn O biossorvn uilizado foi a palha d arroz (oriza saiva) provnin d indúsria alimnícia da cidad d Cachoira do Sul, RS. A biomassa foi obida já sca, o ual foi cominuida m moinho d facas ipo Willy, ond o amanho das parículas usadas foi aul passan por pnira 00 msh Prparo das soluçõs uanificação As soluçõs uilizadas foram prparadas a parir da dissolução do coran viola crisal m água dionizada, nas concnraçõs d 50, 75, 00, 25 mg. L -. A uanificação das concnraçõs foi ralizada m um spcrofoômro, modlo Shimadzu UV-2600, no comprimno d onda d 492 nm. Os xprimnos d adsorção d viola crisal iniciais ivram inuio d avaliar o fio do ph. Para isso foram uilizadas soluçõs com concnração d 50 mg. L - d coran com ph ajusado nos valors d 4, 6 (naural), 8 0, frn a 0,05g d palha d arroz. Todos xprimnos foram ralizados a 25 o C. A absorbância da solução foi mdida m inrvalos d mpo rgulars (a cada 0 min) pla cola d alíuoas, com auxílio d uma sringa, aé o pono d uilíbrio. Após a drminação do mlhor ph foram ralizados ouros nsaios, com o inuio d avaliar a cinéica as isormas d adsorção. Para isso foram uilizadas soluçõs com difrns concnraçõs d viola crisal (50, 75, 00, 25 mg. L - ), odas com ph naural d 6. Essas soluçõs foram colocadas m frascos conndo 0,05g d palha d arroz. A capacidad d adsorção da palha d arroz ( ) foi drminada pla Euação : V.( C0 C ) m () Sndo C 0 a concnração inicial d coran, C a concnração mdida no inrvalo d mpo, m a massa d adsorvn uilizada no procsso d adsorção V o volum d solução u coném o coran Modlagm das cinéicas isormas O paco compuacional MaLab foi uilizado para a consrução dos prfis cinéicos isormas d adsorção, junamn com a drminação dos parâmros dos difrns modlos proposos. Isso foi ralizado pla simação d parâmros plos méodos Lvnbrg- Maruard Trus-rgion. Os modlos sados foram o d psudo-primira ordm (Euação 2) o d psudo-sgunda ordm (Euação 3). ( k ) (2) 2.3. Ensaios d Adsorção k 2 2 (3)

3 (mg.g - ) (mg.g - ) Sndo k a consan da axa d adsorção d psudo-primira ordm, k 2 a consan da axa d adsorção d psudo-sgunda ordm, o mpo d adsorção a capacidad d adsorção no uilíbrio (máxima capacidad adsoriva). Com rlação a isorma d adsorção, os modlos sados foram o d Frundlich (Frundlich, 906) Langmuir (Langmuir, 98), d acordo com as Euaçõs 4 5,rspcivamn: k F C nf mklc ( klc ) (4) (5) Ond: k F ((mg.g - )(mg.l - )) -/nf, k L (L.mg - ) corrspondm às rspcivas consans d Frundlich Langmuir, nuano u m (mg.g - ) é a capacidad máxima d adsorção do modlo d Langmuir. O faor d hrognidad sá rprsnado por /nf. O coficin d corrlação (R 2 ) o rro médio rlaivo (EMR%) são os parâmros para vrificação do mlhor ajus do modlo, sndo considrados os mlhors ajuss auls u obivrm os maiors valors para o R 2 mnors para o EMR%. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO 3. Efio do ph Na Figura, é aprsnado a capacidad d adsorção da palha d arroz para os nsaios com concnração d 50 mg. L - d viola crisal, m cinco difrns valors d ph (4, 6, 8 0) ph 4 ph 6 ph 8 ph Tmpo (min) Figura. Influência do ph na capacidad adsoriva da palha d arroz frn ao coran viola crisal. Condiçõs xprimnais: 0,05 g d palha d arroz, 50 ml d solução; 50 mg.l - d viola crisal). Conform a Figura, é possívl obsrvar u a capacidad d adsorção fica ao rdor d 46 mg.g - para os valors d ph d 4 a 0. Esss rsulados mosram u o ph não m fio na capacidad adsoriva da palha d arroz frn ao coran viola crisal. Assim, para os posriors nsaios, slcionou-s o ph naural da solução, u é d Curvas cinéicas m difrns concnraçõs As curvas cinéicas d adsorção d viola crisal uilizando difrns concnraçõs (50, 75, mg. L - ) frn a palha d arroz como adsorvn (0,05 g) consam na Figura mg. L-¹ 75mg. L-¹ Tmpo (min) Figura 2. Cinéica d adsorção para os nsaios com palha d arroz m ph naural (6) d coran viola crisal (50, 75, mg. L - )

4 A parir da Figura 2, é possívl obsrvar u o mpo d uilíbrio no ph d 6, para difrns concnraçõs, s manm praicamn consan no valor d 40 minuos. Ainda é possívl avaliar ual modlo s ajusa mlhor aos dados xprimnais obidos ual o valor dos parâmros dss modlos. A Tabla xpõ os parâmros dos modlos cinéicos, o coficin d corrlação o rro rlaivo médio para cada modlo, ndo como bas os dados xprimnais obidos uilizando as soluçõs d 50, 75, mg. L - d viola crisal no ph 6. Tabla. Coficins d corrlação (R 2 ), rro rlaivo médio (ERM) parâmros d adsorção para os modlos cinéicos grados nos nsaios uilizando soluçõs d 50, 75, mg. L - d viola crisal. Modlos Concnração (mg.l - ) Psudo-primira ordm (mg.g - ) 44,3 68,54 90,68 0,3 k (min - ) 0,54 0,257 0,265 0,360 R 2 0,987 0,997 0,997 0,994 EMR (%),824,282,642 2,774 Psudo-sgunda ordm 2 (mg.g - ) 45,3 70,4 92,35 5,3 k 2 x 0 3 (g.mg.min - ) R 2 0,99 0,999 0,999 0,998 EMR (%),442 0,46 0,84,337 Lvando m considração os valors d R 2 EMR (%) lisados na Tabla, pod-s consaar u o modlo d psudo-sgunda ordm garan mlhor ajus aos dados xprimnais (R 2 > 0,99 EMR <,5%) uando comparado com o modlo d psudo-primira ordm. 3.3 Curvas d uilíbrio Na Figura 3, a ual aprsna a isorma rfrn às mprauras d 25 ºC, junamn com os modlos sados. Figura 3. Isorma (25 ºC) d uilíbrio para os modlos ajusados d Frundlich Langmuir. Pod-s infrir u o modlo d Frundlich s ajusa mlhor (visualmn) aos dados xprimnais. Para s avaliar d uma manira mais cririosa a ualidad do ajus, pod-s obsrvar a Tabla 2. Tabla 2. Parâmros dos modlos d uilíbrio. Parâmro Frundlich Langmuir m (mg.g - ) - 80 k f (mg.g - )(mg.l - ) 2,043 /nf 0,873 - kl (L.mg - ) - 0,0009 R 2 0,992 0,986 EMR (%) 3,524 7,58 Obsrva-s nssa abla u odos os modlos s ajusam aos dados xprimnais, ndo m visa o R 2 suprior a 0,98. Mas uando s avalia o EMR (%) pod-s obsrvar u o modlo d Frndlich é o u mlhor s ajusa plo mnor valor ds parâmro (3,524) comparado com os ouros. 4. CONCLUSÃO Os rsulados obidos ns sudo mosram u a palha d arroz m poncial como adsorvn, ndo m visa sua capacidad adsoriva d 80 -

5 mg.g - (obida plo modlo d Langmuir). Nos nsaios d adsorção d viola crisal, não obsrvou fio dos valors d ph sados na capacidad d adsorção da palha d arroz frn ao coran. 5. REFERÊNCIAS BARBOSA, T. R.; FOLETTO, E. L.; DOTTO, G. L.; JAHN, S. L. Cramics Inr., v. 44, n., p , 208. EMBRAPA, Unidad d Apoio, Psuisa Dsnvolvimno d Insrumnação Agropcuária, 206. Árvor do conhcimno. Disponívl m: <hp:// z/abrura.hml>. Acsso m: 29 d janiro d 208. GIACOMOLLI, P. Rmoção do coran Crisal Viola d solução auosa uilizando o fruo do Jacarandá (Jacaranda mimosifolia) in naura. N, Bagé, v. 5, n. 4 (203). Disponívl m: < hp://sr.unipampa.du.br/indx.php/sip/aricl/ viw/579>. Acsso m: 30 jan GOMIDE, R. Opraçõs Uniárias: Opraçõs d ransfrência d massa, v. 4, R Gomid, São Paulo, 988. FREUNDLICH, H. Z. Phys. Chm., v. A57, p , 906. LANGMUIR, I. J. Am. Chm. Soc., v. 40; p , 98.