XII SIMPÓSIO DE RECURSOS HIDRÍCOS DO NORDESTE PRODUÇÃO DE CARVÃO ATIVADO A PARTIR DE CASCA DE LARANJA PARA TRATAMENTO DE ÁGUA

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1 XII SIMPÓSIO DE RECURSOS HIDRÍCOS DO NORDESTE PRODUÇÃO DE CARVÃO ATIVADO A PARTIR DE CASCA DE LARANJA PARA TRATAMENTO DE ÁGUA Neura Mendes da silva 1 ; Mateus Pereira Flores Santos 2 ; Tâmara Bastos silva; 3 Evaldo Cardozo Souza Junior 4 ; Manuela Barreto Nascimento 5 RESUMO O Brasil é o maior produtor mundial de laranja, tendo, na safra 1998/1999, produzido 29,66% de toda laranja consumida no Planeta. Essa larga produção vem atrelada ao seu resíduo. Assim novas técnicas são desenvolvidas para minimizar os danos ocasionado pela disposição incorreta, tal como a produção de carvão ativado para o tratamento de águas residuais de indústria têxtil a partir dos subproduto da produção dos itens derivados da laranja.esse trabalho desenvolveu a produção do carvão ativado a partir da casca de laranja, e uma breve analise de eficiência utilizado o processo absortivo, sendo o carvão o adsorvente e os corantes Vermelho Dianix CC e azul de metileno em ph7.0. Quando comparados, os testes realizados a adsorção do azul de metileno correspondeu uma eficiência melhor. ABSTRACT Brazil is the world's largest orange producer, and in 1998/1999 crop produced 29.66% of all consumed on Planet Orange. This large production comes attached to your waste. Thus new techniques are developed to minimize the damage caused by improper disposal, such as the production of activated carbon for the treatment of wastewater from the textile industry byproduct derived from the items of work laranja.esse developed the production of activated carbon from the orange peel, and a brief analysis of efficiency used the absorptive process, with coal adsorbent and dye Red dianix CC and methylene blue at ph7.0. When compared, testing the adsorption of methylene blue corresponded better efficiency. Palavras-Chave carvão ativado, laranja,corante INTRODUÇÃO 1 Graduando em Engenheira Ambiental pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB),rua osvaldocruz n111, Graduando em Engenheira de Alimentos pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB), 3 Graduando em Engenheira Ambiental pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB) 4 Engenheiro de Alimentos pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia. Mestre em Engenharia de Alimentos pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia 5 Graduando em Engenheira de Alimentos pela Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB), XII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 1

2 O Brasil é o maior produtor mundial de laranja, tendo, na safra 1998/1999, produzido 29,66% de toda laranja consumida no Planeta. Atualmente, em torno de 70% do suco consumido mundialmente é proveniente de plantações ou da industrialização da laranja no Brasil. Na safra 2001/2002, somente no Estado de São Paulo foram produzidas 328 milhões de caixas de laranja, com 40,8 kg cada uma (ABECITRUS, 2003). A produção do carvão ativado envolve, basicamente, a carbonização e ativação (ou oxidação) para desenvolvimento dos vazios internos. A carbonização ou pirólise é usualmente realizada na ausência de ar, em temperaturas compreendidas entre C (DI BERNARDO, 2005). A ativação envolve alguma forma de ataque físico ou químico. Na ativação física, o precursor é tratado termicamente em atmosfera suavemente reativa, tais como vapor de água ou gás carbônico. Já a ativação química consiste na impregnação prévia do precursor com agentes químicos, tais como: ácido fosfórico (H3PO4), cloreto de zinco (ZnCl2), hidróxidos de metais alcalinos (hidróxido de potássio, KOH, e hidróxido de sódio, NaOH) e/ou ácido sulfúrico (H2SO4), seguida por um aquecimento em temperaturas da ordem de 600 C. Vários trabalhos têm sido desenvolvidos com o intuito de avaliar a ativação do carvão, considerando as condições de preparação, a matéria-prima e a temperatura de formação do carvão (BALBINOT et al., 2007). A adsorção é um fenômeno físico-químico em que o componente em fase líquida é transferido para a superfície de uma fase sólida. Os componentes que se unem à superfície são chamados adsorvatos, enquanto que a fase sólida que retém o adsorvato é chamada adsorvente. A remoção das moléculas a partir da superfície é chamada dessorção (MASEL, 1996) Dentre os adsorventes em estudo, o carvão ativado vem sendo o mais utilizado nas indústrias, devido a sua maior facilidade de produção e menor custo quando comparado com outros, por exemplo, com a sílica. Sua utilização ocorre principalmente no tratamento de efluentes em fase liquida, devido a sua complexa estrutura de poros, sua elevada área superficial, além de possuir boa estabilidade química (LETTERMAN, 1999). Segundo Yang e Qiu (2011), o carvão ativado também pode ser utilizado para adsorção de moléculas orgânicas que causam odor, sabor, toxidade e coloração de algum efluente, gases e soluções. Diante da necessidade do desenvolvimento de métodos de tratamento mais eficazes e com custos aceitáveis, o presente trabalho teve por objetivo a produção de carvões ativado proveniente do resíduo da laranja, neste caso a casca, e avaliar sua eficiência na adsorção de efluentes. XII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 2

3 MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi realizado no Laboratório de Engenharia de Processos (LEP) da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB), no campus Juvino Oliveira, localizado na cidade de Itapetinga Bahia. Preparação do resíduo As cascas de laranja foram obtidas numa indústria de processamento de polpas de frutas da região sudoeste do estado da Bahia. O material foi submetido à secagem ao sol durante 24 horas, seguido de secagem em estufa com circulação de ar à temperatura de 105 C por 24 horas. O material seco foi triturado em liquidificador, tamisado para selecionar a granulometria de 40mesh e armazenado para o uso posterior. Produção do carvão O resíduo foi impregnado com ácido fosfórico (F. Maia, 85%) (1 g de agente:1 g de precursor) e aquecido à 80 C, sob agitação manual, por cerca de 30 min. Em seguida, foi seca em estufa a 110 C, por 24 horas. A carbonização do material foi realizada em forno mufla (Vulcan 3-550), sob fluxo de nitrogênio, durante 40 minutos à 500 C, com taxa de aquecimento de 5 C min-1. O carvão obtido foi imerso em uma solução de ácido clorídrico, 1: (Qhemis, 37%) por 20 min e lavado com água destilada até que o ph neutro fosse alcançado. Em seguida, o material foi seco em estufa à 80 C, por 8 horas, e armazenados em embalagem hermeticamente fechada. A ativação foi realizada com ácido fosfórico e o mesmo foi testado como adsorvente utilizando como molécula o corante azul de metileno e o Vermelho Dianix CC. Preparação das soluções A curva padrão foi construída a partir de uma solução de 100 mg/l de azul de metileno o Vermelho Dianix CC, sendo este diluído em 5% de álcool etílico absoluto, e suas diluições (0,5 mg/l, 1mg/L, 2mg/L, 3mg/L, 4mg/L, 5mg/L, 6mg/L, 7mg/L, 8mg/L). A partir da curva de calibração, pôde-se estimar os valores de concentração do corante, dentro do intervalo estudado, partindo dos valores de absorbância lidos em espectrofotômetro (Biochrom Libra S70), no comprimento de onda de 665nm para o azul de metileno e 527nm para Vermelho Dianix CC. Ensaio de Adsorção Aproximadamente 0,05g de cada carvão foram adicionados em tubos contendo1 ml da solução de corante (100 mg/l) e 4 ml da solução tampão fosfato de sódio (ph=7,0), obtendo uma XII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 3

4 solução com concentração de 20 mg/l. Os tubos foram colocados em uma estufa BOD (Logem Scientific - LG340FT220) na temperatura de 30 C por 12 horas, em agitação constante, e em seguida foram centrifugados. A quantificação do corante realizada em espectrofotômetro (Biochrom Libra S70). O teste adsortivo realizado foi eficiência, que tem com objetivo quantificar a retirada do adsorvato (corante) no meio pelo adsorvente. As massas de carvão foram pesadas em tubos de ensaio e adicionou-se5 ml da solução de azul de metileno e vermelho Dianix CC de com concentração de 60, 80, 100, 500, 800ppm, em ph neutro. Os tubos foram mantidos sob agitação constante (20 rpm), em um aparato experimental por 24 horas em temperatura ambiente. O sobrenadante foi filtrado, utilizando filtro de seringa de PTFE hidrofílico, poro 0,45μm, diâmetro do filtro 25mm (Analítica) e, em seguida, foi feita a quantificação do corante remanescente por leitura direta em espectrofotômetro (Biochrom Libra S70). A partir dos valores de absorbância das soluções lidos no espectrofotômetro e da curva de calibração, determinou-se a eficiência. Resultados A partir dos valores de absorbância das soluções lidos no espectrofotômetro e da curva de calibração, determinou-se a eficiência do carvão na adsorção dos corantes, conforme tabelas abaixo. Tabela 1- Eficiência do carvão de casca de laranja na adsorção do corante Azul de Metileno Azul de Metileno (ph 7) Ensaio Temperatura Concentração na entrada (mg/l) Eficiência (%) 3 amb ,811 4 amb ,321 5 amb ,536 Tabela 2- Eficiência do carvão de casca de laranja na adsorção do corante Vermelho Dianix CC XII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 4

5 Vermelho Dianix CC (ph 7) Ensaio Temperatura Concentração na entrada (mg/l) Eficiência (%) 1 amb ,635 2 amb ,390 4 amb ,121 A partir dos dados tabulado, pode-se observar que o carvão ativado feito a partir da casca da laranja, teve uma melhor eficiência para o corante vermelho dianix CC, quando usado a concentração máxima (500ppm) em analise, observa-se uma eficiência de aproximadamente 63,1%, enquanto que para o azul de metileno a eficiência fica em torno de 59,5%. O mesmo comportamento pode ser observado para a concentração de 200ppm, enquanto que para a concentração de 100ppm, a adsorção do corante azul de metileno se mostrou mais eficaz, cerca de 90,8%, enquanto que para o vermelho dianix CC, esta ficou em torno de 67,6%. De modo que modo que novos estudos de adsorção devem ser feitos, para que se posa estabelecer a melhor concentração do mesmo, o qual possa obter uma maior eficiência na adsorção dos efluentes têxteis. Conclusão Foi possível a obtenção do carvão ativado a partir da casca da laranja, e o mesmo foi capaz de adsorver altas concentrações de corantes têxteis, logo, pode-se considerar a casca da laranja um agente precursor promissor para a obtenção de carvão ativado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRAFIA ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DOS EXPORTADORES DE CÍTRICOS ABECITRUS.Produção de laranja- Série Histórica. Disponível em: < Acessoem: 5maio 2003b. BALBINOT, N. P.; SCHNEIDER, R. C. S.; RODRIGUEZ, A. A. L.; KAPPEL, F. I. Utilização de resíduos vegetais da produção de óleo de girassol para produção de carvão vegetal. 24º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental LETTERMAN, R.D. Waterqualityandtreatment: a handbookofcommunitywatersupplies. 5ªEd. New York: McGraw-Hill: American Water Works Association, v.1, XII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 5

6 MASEL, R. I. Principles of Adsorption and reaction on solid surfaces, John Wiley e Sons Inc., p. 112, YANG, J.; QIU, K. Developmentof high surfaceareamosoporousactivatedcarbonsfromherbresidues, ChemicalEngineeringJournal, v.167, p , PEREIRA, R. G., Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Fevereiro de Síntese de carvões ativados a partir de resíduos agroindustriais e sua aplicação na adsorção de proteínas do soro do leite. Itapetinga-BA: UESB, p. (Dissertação - Mestrado em Engenharia de Alimentos Engenharia de Processos de Alimentos). PINTO, M. V. S.; SILVA, D. L.; SARAIVA, A. C. F., Obtenção e caracterização de carvão ativado de caroço de buriti (Mauritia flexuosa L. f.) para a avaliação do processo de adsorção de cobre (II), Acta Amazônica, vol. 42, 4 ed., p , XII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste 6