RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DIRETORIA DE PESQUISA PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC : CNPq, CNPq/AF, UFPA, UFPA/AF, PIBIC/INTERIOR, PRODOUTOR, INTERDISCIPLINAR, ACERVO, PIBIT, EBTT E FAPESPA Período : 08/2016 a 02/2017 (x) PARCIAL ( ) FINAL RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO Título do Projeto de Pesquisa (ao qual está vinculado o Plano de Trabalho): Colheita, Beneficiamento Primário e Processamento de Oleaginosas Nativas do Estuário Amazônico Nome do Orientador: Lênio José Guerreiro de Faria Titulação do Orientador: Doutor Faculdade: Engenharia Química Instituto/Núcleo: Instituto de Tecnologia - ITEC Laboratório: Laboratório de Engenharia de Produtos Naturais LEPRON/FEQ/ITEC Título do Plano de Trabalho: Remoção de corantes tóxicos utilizando bioadsorventes de rejeitos do processamento de oleaginosas Amazônicas Nome do Bolsista: Tayná Coelho Parente da Silva Tipo de Bolsa: ( ) PIBIC/CNPq ( ) PIBIC/CNPq AF ( ) PIBIC/CNPq- Cota do pesquisador (X) PIBIC/UFPA ( ) PIBIC/UFPA AF ( ) PIBIC/INTERIOR ( ) PIBIC/PRODOUTOR ( ) PIBIC/PRODOUTOR RENOVAÇÃO ( ) PIBIC/FAPESPA ( ) PIBIC/ACERVO ( ) PIBIC/PE-INTERDISCIPLINAR ( ) PIBIC/VOLUNTÁRIO ( ) PIBIC/PIBIT

2 INTRODUÇÃO : Atualmente há uma grande preocupação com a questão ambiental. A contaminação de águas naturais é um dos problemas que tem ganhado destaque. Indústrias têxteis, que geralmente trabalham com corantes tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente, são grandes vilãs. Para não serem prejudiciais ao meio ambiente, essas indústrias lançam mão de técnicas que purifiquem os seus efluentes. Há várias técnicas com a finalidade de tratar efluentes industriais, como: adsorção, cloração, tratamento biológico, processos catalíticos entre outros. Na adsorção, o material mais utilizado é o carvão ativado, porém ele acaba saindo caro para a indústria. A utilização de adsorventes naturais é um campo de pesquisa que vem sendo desenvolvido como uma forma de baratear e melhorar a eficiência de processos que envolvam purificação de efluentes industriais via adsorção. Vários bioadsorventes estão sendo estudados com o objetivo de diminuir impactos ambientais, como: aguapé [1], bagaço de cana-de-açúcar [2], talo de açaí, casca de cupuaçu [3]. Neste trabalho serão utilizadas vassouras de dendê. O dendê (Elaeis guineensis) é uma palmeira originária da costa ocidental da África (Golfo da Guiné). Seu fruto é conhecido como dendê e o seu óleo como azeite de dendê ou óleo de palma [4]. De cor alaranjada, seus frutos possuem um grande teor de óleo. O Pará é o maior produtor de dendê do Brasil. A maior parte da produção é destinada a indústria de cosméticos e alimentícia, além desse óleo também poder ser usado na preparação de biodiesel. Com a introdução de óleo vegetal na cadeia produtiva do biocombustível no Brasil, é esperado o aumento da demanda por plantas oleaginosas e oferta de fibras vegetais resultantes da extração do óleo [5]. Assim, este trabalho tem como enfoque a utilização da fibra das vassouras do dendê ( um rejeito industrial) para ser usado como adsorvente do corante azul de metileno. O azul de metileno é um corante com características básicas com molécula simples e de método de análise simples [6]. É um composto aromático cujo pó tem a coloração verde escuro, quando dissolvido em água a solução possui cor azul. O azul de metileno faz parte da classe de corantes reativos, que são aqueles que apresentam em sua estrutura grupamentos N=N ligados a grupos aromáticos. Este corante catiônico é empregado em indústrias têxteis no tingimento de algodões e lãs e o resíduo desse tingimento (o corante remanescente) afeta a transparência das águas dos rios, além de comprometer o processo fotossintético natural.

3 Diante do exposto, o objetivo principal do trabalho é a utilização de vassoras de dendê prensadas como adsorvente alternativo e de baixo custo para tratamento de efluentes que contenham azul de metileno. JUSTIFICATIVA: A região Amazônica é uma fonte permanente de recursos que deve ser utilizado de forma sustentável, pois dispõe de matéria prima em potencial para a fabricação de diversos produtos, em especial fármacos e cosméticos. Com a crescente preocupação das pessoas com a melhoria da qualidade de vida e bem estar, surge a necessidade e oportunidade do desenvolvimento de novos produtos a partir da ampla variedade de plantas existente no Brasil. No estabelecimento de estratégias que permitam o desenvolvimento sustentado da Amazônia, alguns fatores devem ser priorizados, tais como: desenvolver estudos e pesquisas voltados ao uso sustentável de produtos e subprodutos oriundos da biodiversidade Amazônica, gerar tecnologias apropriadas para obtenção e beneficiamento destes produtos, bem como, o seu aproveitamento em aplicações tecnológicas e industriais de modo a aumentar a produtividade e reduzir os custos de produção. Diante deste contexto, torna-se necessário um maior compromisso com o meio ambiente e com a qualidade dos produtos acabados. Muitas indústrias utilizam corantes e pigmentos para colori os seus produtos. Os principais consumidores destes corantes são as indústrias têxteis que apresentam um elevado consumo anual. A indústria têxtil consome uma grande quantidade de água e produz um elevado volume de águas residuais provenientes do tingimento. Nas últimas décadas os corantes têxteis encontrados nos efluentes industriais são uma preocupação ecológica emergente, pois, são altamente tóxicos e geralmente não biodegradáveis. A poluição de um meio hídrico causa alterações nas características físicas (turbidez, cor, temperatura, viscosidade, tensão superficial), químicas (carência química de oxigênio, ph, acidez, alcalinidade, oxigênio dissolvido, nível de toxicidade, nutrientes) e biológicas, que comprometem a qualidade da água. Devido a estas implicações ambientais, têm sido propostos diversos métodos que podem ser empregues para a remoção de corantes, tais como, adsorção, oxidação, e fotodegradação. A procura por melhor qualidade de vida, hoje em dia, implica um rápido desenvolvimento industrial e, consequentemente, um maior grau de poluição ambiental. O problema da poluição ambiental tem caráter mundial e vem exigindo ações preventivas e corretivas para situá-la em níveis aceitáveis e compatíveis com a preservação da qualidade de vida. Entre as atividades

4 industriais poluentes encontra-se a indústria têxtil que é uma das maiores consumidoras de água e produtoras de águas residuais, sendo que estas, geralmente, são coloridas e portanto responsáveis por poluição visual. A cor destes efluentes líquidos resulta muitas vezes da presença de corantes que não se fixaram à fibra durante o processo de tingimento, os quais podem ainda ser tóxicos e não biodegradáveis. No que diz respeito à minimização dos impactos ambientais resultantes da atividade fabril das empresas da indústria têxtil, uma das vertentes de atuação envolve a remoção de corantes das águas residuais provenientes da operação de tingimento. Esta remoção de cor é importante para cumprir com os critérios de descarga no meio hídrico (que são cada vez mais exigentes) e também para viabilizar a reutilização da água no processo industrial. O processo de adsorção em batelada, ou descontínuo, é frequentemente utilizado quando se pretende tratar pequenos volumes de águas residuais. No entanto, os sistemas descontínuos, muitas vezes, não são aplicáveis ao sistema de tratamento de efluentes industriais, devido aos custos que este método acarreta e também porque a sua implementação a nível industrial tornase complexa. Assim, surge a necessidade de realizar estudos em coluna, que é frequentemente mais econômica e pode ser dimensionada a partir de um processo laboratorial, tornando-se mais simples implementá-la na indústria.

5 OBJETIVOS: Objetivo geral: Avaliar a remoção de azul de metileno em efluentes industriais, utilizando fibra da vassoura do dendê como bioadsorvente. Objetivos específicos: Preparar a solução estoque e o bioadsorvente. Quantificar os efeitos das variáveis operacionais de entrada do processo de adsorção em coluna na capacidade de adsorção. Avaliar o desempenho da cinética e as isotermas de adsorção para o equilíbrio do sistema. Ajustar modelos matemáticos aos dados experimentais e avaliar a qualidade desses modelos com base em pressupostos estatísticos apropriados. Até o presente momento, houve a execução de teste preliminar para saber se o material escolhido possui a capacidade de adsorver o azul de metileno. MATERIAIS E MÉTODOS: A primeira etapa é a seleção e preparação do material bioadsorvente. Depois, o adsorvente será prensado, para extração do óleo da vassoura de dendê, lavado com água da torneira e água destilada, seco em estufa a 50 C por 24 horas e, por último, moído em moinho de facas. Neste material moído, será feita a análise granulométrica e testes preliminares de adsorção em coluna com diferentes granulometrias, para escolher o tamanho do grão de adsorvente que se vai trabalhar. Foi feito um teste preliminar que consistiu na utilização do adsorvente já lavado,seco e moído posto em um funil com papel de filtro e neste sistema despejado uma solução do corante de concentração 100 ppm. Em relação ao corante, será preparada a solução-mãe na concentração de 2 g/l, em água destilada. Ocorrerá a preparação de soluções do corante em menores concentrações, a partir de diluições da solução-mãe, conforme planejamento experimental. A adsorção será realizada em leito fixo em uma coluna de PVC transparente. A alimentação da coluna será feita pela parte superior com o auxílio de uma bomba peristáltica. As amostras serão coletadas pela parte inferior da coluna, em intervalos de tempos regulares, para posterior análise em equipamento de UV-vis. Haverá a realização de ensaios experimentais e subsequente análise estatística conforme planejamento estatístico de Box-Behnken, (PBB), com 3 variáveis de entrada e uma resposta, totalizando 15 corridas experimentais. A capacidade de adsorção será 5

6 avaliada com as variáveis de entrada (ou de processo) e respectivos níveis: massa do adsorvente, concentração da solução de alimentação e vazão mássica de adsorvato. Por fim, será feito o ajuste de modelos matemáticos de isotermas de adsorção dos sistemas "solução de corante/adsorvente" e testes com os modelos clássicos de Langmuir e de Freundlich. 6

7 RESULTADOS: O teste preliminar indicou que o adsorvente escolhido possui a capacidade de adsorver uma solução com o corante azul de metileno. A imagem acima indica essa capacidade adsortiva pela mudança de cor da solução de corante antes e depois de ter passado pelo adsorvente. Com esse resultado em mãos, os outros experimentos poderão ser feitos, sabendo que o material escolhido é eficaz para o fim proposto no trabalho. 7

8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] HOLANDA,A. C. et al. Remoção do corante têxtil turquesa de remazol empregando aguapé (Eichhornia crassipes) como adsorvente. The electronic Journal of Chemistry.(Vol. 7, No.2,abril-junho 2015). [2] YAMAMURA, A. P. G., YAMAURA, M. Estudo da cinética e das isotermas de adsorção de u pelo bagaço de cana-de-açúcar. International Nuclear Atlantic Coference.(2005) [3] CARDOSO, N.F.. Adsorção de corantes têxteis utilizando bioadsorventes alternativos. Tese de doutorado. (2012). [4] em:23/02/2017 às 10:00. [5] ABDALLA,A.L., et al.utilização de subprodutos da indústria de biodiesel na alimentação de ruminantes.revista brasileira de zootecnia. (Julho 2008) [6] OLIVEIRA, P.S.A..Remoção de azul de metileno numa coluna de adsorção com enchimento de casca de noz carbonizada. Tese de mestrado (Fevereiro 2009). DIFICULDADES Dificuldade de conseguir o bioadsorvente. PARECER DO ORIENTADOR: Manifestação do orientador sobre o desenvolvimento das atividades do aluno e justificativa do pedido de renovação se for o caso. O Trabalho de pesquisa está sendo desenvolvido a contento, conforme planejado. DATA: 25/02/2017 ASSINATURA DO ORIENTADOR ASSINATURA DO ALUNO 8