CASCA DA CASTANHA DO PARÁ: CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÃO

Mireli Tomazi Fidelis, Graduada em Engenharia Química, Universidade Federal Sul e Sudeste do Pará, mirelitomazi@unifesspa.edu.br.

Anderson Souza Silva, Graduando em Engenharia Química, Universidade Federal Sul e Sudeste do Pará, andersonsouza@unifesspa.edu.br.

Wagner Soares Alencar, Doutor em Química, Universidade Federal Sul e Sudeste do Pará, alencarws@unifesspa.edu.br.

Ana Cristina Figueiredo de Melo Costa, Doutora em Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Campina Grande, ana.costa@ufcg.edu.br. 

Debora Alburquerque Vieira, Doutora em Ciências e Engenharia de Materiais, Universidade Federal Sul e Sudeste do Pará, deboravieira@unifesspa.edu.br.

1. INTRODUÇÃO

A indústria têxtil é uma fonte diretamente poluidora do meio ambiente principalmente pelo descarte inadequado do efluente industrial. Por isso há uma preocupação em fazer um tratamento adequado do corante presente nesses efluentes. (RIBEIRO, G. et al., 2017)

A adsorção é um método físico-quimico com mais destaque para remoção de corante devido a facilidade de aplicação, baixo custo, alta eficiência e a possibilidade de recuperar o adsorvente e o adsorvato no final do processo. (BALLAV, N. et al., 2014) 

A utilização de adsorvente orgânico na remoção de corantes em sistemas aquosos como a casca da castanha do Pará pode ser uma opção eficiente pelo fato desse produto possuir uma estrutura porosa. Alem de ser uma opção para utilização desse resíduo descarta e de baixo custo.

O corante violeta de cristal (CV) é um corante catiônico à base de triarilmetano de natureza básica havendo uma molécula simétrica, onde cada grupo amino é composto de dois grupos metila estabilizado por ressonância (DIL et al., 2016). Na sua estrutura existe grupos cromóforos carbono (C=C), carbono-nitrogênio (C=N), e o grupo auxocromos amino. A sua carga positiva caracteriza-o como catiônico, ou corante básico, que compreendem diferentes estruturas químicas baseadas em grupos aromáticos. (S.S. et al.,2005)

Este trabalho tem como objetivo avaliar a aplicabilidade da casca da castanha do Pará na remoção do corante violeta cristal por adsorção utilizando um material de baixo custo.

2. MATERIAS E MÉTODOS

A casca da castanha utilizada na adsorção foi na forma in natura. Após a aquisição as cascas foram quebradas, lavadas em água correntes e secas em estufa a temperatura de 60ºC por 24 horas. Em seguida o material foi moído usando moinho de facas modelo NL-226/02 NewLab, Brasil) de forma a reduzir o tamanho das partículas. Para obtenção de partículas uniforme, a granulometria da amostra foi definida em peneiras Tyler (Bertel, Brasil) com o tamanho das partículas de 200 mesh. 

Após o peneiramento a biomassa obtida foi encaminhada para caracterização por espectroscopia vibracional na região do infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), usando um espectrômetro Agilent Technologies, modelo Carry 630. Os espectros foram obtidos com uma resolução de 4000 a 400 cm-1, com 20 varreduras cumulativas.

A avaliação da casca da castanho do Pará como adsorvente do corante violeta cristal em solução aquosa foi feita utilizando o método do contato direto do grupo. Para esse experimento foi fixada uma quantidade de cada amostra da castanha de aproximadamente 30,0 mg, adicionados em frascos cilíndricos de poliestireno de 50 mL de capacidade, contendo 20,0 mL de solução do corante com concentração de 300,0 ppm (mg.L-1) preparada em água com pH= 2,0. Os frascos foram agitados por 24 h numa mesa agitadora climatizada com temperatura constante de 298 K. Posteriormente, a fim de separar o adsorvente a partir de soluções aquosas, alíquotas retiradas dos frascos foram centrifugadas a 14.000 rpm por 10 minutos usando uma centrífuga Herolab UNICEN M (Etuttgart, Alemanha), e quantidades de 1-10 mL do sobrenadante diluídas. A concentração final dos corantes remanescentes na solução foi determinada por espectrofotometria visível usando um Espectrofotômetro T90+ UV-VIS PG Instruments (Londres, Ingraterra), equipado com células ópticas (cubetas) de quartzo. As medidas de absorbância foram feitas na região do visível.

A quantidade de corante adsorvido e a porcentagem de remoção foram determinadas pela equação 1 e pela equação 2, respectivamente.

q = [(Co - Cf)/m].V                                 (Equação 1)

% Remoção = 100.[Co - Cf]Co              (Equação 2)

Em que q é a quantidade de corante adsorvida pelo compósito (mg.g-1); Co é a concentração inicial do corante colocado em contato com o adsorvente (mg.L-1); Cf é a concentração do corante (mg.L-1) após o processo de agitação, m é a dosagem do compósito (g.L-1) e V o volume da solução em mL.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

De acordo com a caracterização realizada por FTIR, onde o resultado do espectro da casca da castanha do Pará esta apresentado na figura 1, foi utilizado o intervalo de 4000-500 cm-1 para determinar os grupos presentes na sua superfície.

FIGURA 1. Espectro de FTIR da casca da castanha do Pará (CS)

A existência de picos em torno de 3400 cm-1 e 2900 cm-1 que indicam estiramento de O-H celulósico e estiramento de C-H, respectivamente. Os picos observados entre 1750-1600 cm-1 mostram o estiramento C=O em ésteres alifáticos e estiramento simétrico de C=C, respectivamente. Os picos entre 1050 e 1350 cm-1 representam a banda C-O encontrada no éster, fenol, éteres. Espectro semelhante também foi encontrado no estudo feito por Niazi, L., Lashanizadegan, A., E Sharififard, H. (2018).

A tabela 1 apresenta o resultado do estudo de adsorção do corante violeta cristal utilizando como adsorvente a casca da castanha do Pará. 

Tabela 1 Dados da adsorção do corante violeta cristal

Pode-se concluir que a casca de castanha do Pará possui afinidade e efetiva capacidade de adsorção do corante violeta cristal. Conforme o dado obtido pelo método do contato direito o biossorvente apresentou uma porcentagem de remoção de aproximadamente 94% que pode ser justificado devido a elevada atração eletrostática entre a superfície negativa do adsorvente e os grupos funcionais de caráter positivo do corante. Além do tamanho reduzido do poro do biossorvente que aumenta a superfície de contato entre a solução contendo o adsorbato.

4. CONCLUSÃO

A casca da castanha do Pará com tamanho de partícula de 200 mesh possui uma boa capacidade de remoção do corante violeta cristal, aproximadamente 94%, tendo em vista o resultado experimental obtido. 

O aproveitamento da casca da castanho do Pará como material adsorvente tem em vista a utilização do subproduto de baixo custo e de fácil acesso além de uma alternativa viável para o tratamento de soluções aquosas contaminadas.

REFERÊNCIAS 

BALLAV, N.; MITTAL, H., MISHRA, SHIVANI B. Gum ghatti and Fe3O4 magnetic nanoparticles based nanocomposites for the effective adsorption of methylene blue from aqueous solution. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014, v. 20, Issue 4, p. 2184-2192.

DIL, E.A. GHAEDI, M. GHAEDI, A. ASFARAM, A. JAMSHIDI, M. PURKAIT, M.K. Application of artificial neural network and response surface methodology for the removal of crystal violet by zinc oxide nanorods loaded on activate carbon: kinetics and equilibrium study, J. Taiwan Inst. Chem. Eng., 2016, v.59, p. 210–220.

NIAZI, L.; LASHANIIZADEGAN, A.; SHARIFIFARD, H. Chestnut oak shells activated carbon: Preparation, characterization and application for Cr (VI) removal from dilute aqueous solutions. Journal of Cleaner Production, 2018, v.185, p.554–561. 

RIBEIRO, G.; A.; C.; SILVA, D.; S.; A.; SANTOS, C.; C.; VIEIRA, A.; P.; BEZERRA, C.; W.; B.; B.; TANAKA, A.; A.; SANTANA, S.; A.; A. Removal of Remazol brilliant violet textile dye by adsorption using rice hulls. Polímeros, 2017, v.27, p.16.

S. S., GERALDINO; P. M., EDMAR; A. S. S., HILDO; W. B. B., CÍCERO; B.M.,ALDALÉA. Identificação e Quantificação do Cristal Violeta em Aguardentes de Mandioca (Tiquira). Quimica Nova.,2005, v.28(4), p.583-586.