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Título: Biossorção do corante amarelo reativo B2R em resíduo orgânico da extração do óleo de semente de chia (salvia hispanica): um estudo cinético, de equilíbrio e termodinâmico
Título(s) alternativo(s): Biosorption of reactive yellow B2R dye onto organic residue from the oil-extracting process of chia seeds: kinetic, isotherm and thermodynamics studies
Autor(es): Silva, Deborah Cristina Crominski da
Orientador(es): Pietrobelli, Juliana Martins Teixeira de Abreu
Palavras-chave: Controle de qualidade
Indústria têxtil
Metais pesados
Quality control
Textile industry
Heavy metals
Data do documento: 2-Mar-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Referência: SILVA, Deborah Cristina Crominski da. Biossorção do corante amarelo reativo B2R em resíduo orgânico da extração do óleo de semente de chia (salvia hispanica): um estudo cinético, de equilíbrio e termodinâmico. 2017. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso Bacharelado em Engenharia Química - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017.
Resumo: As indústrias têxteis são responsáveis pelo consumo de aproximadamente 60% dos corantes sintéticos existentes, na etapa de tingimento do tecido, sendo que destes, 10 a 15% são descartados nos efluentes. A ineficiência ou ausência de tratamento de remoção desses corantes confere impacto ambiental grave ao meio ambiente, reduzindo a penetração de luz nos corpos d’água e impossibilitando a fotossíntese. Os corantes em sua maioria apresentam propriedades tóxica e cancerígena. Os métodos convencionais talvez não sejam tão eficientes na remoção de coloração em efluentes têxteis. Uma alternativa eficiente na remoção de corantes é o processo de biossorção, que possui características de captação do componente desejado por meio de um biossorvente. A torta de chia é um resíduo orgânico industrial da extração do óleo de chia e atualmente não existem aplicações para este, tampouco destinação ambientalmente correta. Neste trabalho foi avaliado o potencial da torta de chia como biossorvente na remoção do corante Amarelo Reativo B2R em sistema batelada. Inicialmente os testes preliminares foram realizados com o objetivo de encontrar as melhores condições de operação, sendo elas pH 2, temperatura de 30ºC, velocidade de agitação 150 rpm e o diâmetro da partícula utilizado para os experimentos foi a mistura, visto que apresentou ótimos 87% de remoção contra os 90% da menor partícula, eliminando uma operação unitária do processo. Os testes cinético, de equilíbrio e termodinâmico foram realizados em triplicata e sistema batelada. O teste cinético foi a temperaturas de 30, 40 e 50ºC, e apresentou tempo de equilíbrio de 60 horas, com remoção de aproximadamente 92%. No entanto, o início do teste foi marcado pelo aumento da velocidade de reação de acordo com o aumento da temperatura. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem ajustou-se aos dados obtidos. No teste de equilíbrio a isoterma de Toth ajustou-se aos dados com R2 de 0,9927 e parâmetro de heterogeneidade de 1,27, caracterizando uma superfície levemente heterogênea. A capacidade máxima de sorção determinada por Toth é de 70,95 mg g-1. Os parâmetros termodinâmicos do processo caracterizaram o processo como endotérmico com aumento da desordem das moléculas após a biossorção, e que ocorre de forma espontânea e favorável nas temperaturas em estudo. Por fim, energia de ativação apresentou valor de 33,82 kJ mol-1 indicando que o processo de adsorção é de natureza física.
Abstract: The textile industries are responsible for the consumption of approximately 60% of the existing synthetic dyes in the fabric dyeing stage, of which 10 to 15% are discarded in the wastewater. The inefficiency or lack of removal treatment of these dyes confers a serious environmental impact to the environment, reducing the penetration of light in water bodies and making photosynthesis impossible. Dyes most often have toxic and carcinogenic properties. Conventional methods may not be as efficient in the removal of dyes from textile effluents. An efficient alternative in dye removal is the biosorption process, which has characteristics of capturing the desired component through a biosorbent. The residual meal of chia seeds is an industrial organic residue from the oil-extracting process of chia seeds and there are neither applications for this, nor an environmentally correct destination. The potential of the residual meal of chia seeds as biosorbent in the removal of the Reactive Yellow B2R dye in a batch system was evaluated in this project. Initially preliminary tests were performed with the goal of finding the best operating conditions, which were pH 2, temperature of 30oC, agitation speed of 150 rpm and the particle diameter applied in the experiments was the mixture, since it presented excellent 87% of removal against 90% of the smallest particle, eliminating a unit operation process. The kinetic, equilibrium and thermodynamic studies were performed in triplicate and in batch system. The kinetic study was performed at the temperatures of 30, 40 and 50oC, and concluded an equilibrium time of 60 hours, with removal of approximately 92%. However, the beginning of the study was marked by the increase of the reaction speed related to the increase of the temperature. The kinetic model of pseudosecond order was fitted to the obtained data. In the equilibrium study the Toth isotherm as adjusted to the data with a R2 of 0.9927 and heterogeneity parameter of 1,27, characterizing a slightly heterogeneous bisorbent surface. The maximum sorption capacity determined by Toth was 70,95 mg g-1. The thermodynamic parameters characterized the biosorption process as endothermic with increased disorder of the molecules after the biosorption, and it occurs spontaneously and favorably at the temperatures under study. Finally, the activation energy presented a value of 33,82 kJ mol-1 indicating that the adsorption process is physical in nature.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8676
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