Biossorção de corante reativo utilizando biomassa residual de origem lignocelulósica e fúngica
Ano de defesa: | 2018 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
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Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba |
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Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
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Departamento: |
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3915 |
Resumo: | A indústria têxtil, pela diversidade de processos utilizados, apresenta uma geração de grandes volumes de efluentes com alta carga poluidora. Durante o processo de tingimento valores entre 15 a 50% da concentração original dos corantes, que não se ligam ao tecido, são liberados como efluentes. A adsorção é uma das técnicas que pode ser utilizada para uma remoção efetiva de corantes presentes em efluentes aquosos. No entanto, a eficiência do processo de adsorção depende da escolha de um adsorvente apropriado. Devido ao alto custo de alguns adsorventes convencionais, pesquisas vêm sendo direcionadas para o uso de adsorventes alternativos, incluindo diversos biossorventes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a biossorção do corante azul reativo 198 em leveduras descartadas do processo cervejeiro e em cascas de arroz, pois são biomassas que apresentam ampla disponibilidade e custo reduzido. Os biossorventes selecionados foram modificados quimicamente por tratamento ácido e alcalino para avaliar o efeito no processo de biossorção. Os seguintes parâmetros também foram avaliados: pH da solução aquosa, agitação, adição de sais e granulometria do adsorvente. Os modelos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem foram utilizados para a realização do estudo cinético.; No estudo de equilíbrio, os dados obtidos foram avaliados pelos modelos de isotermas de Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin-Radushkevich. De acordo com os dados experimentais, o sulfato de zinco foi o sal que menos afetou o processo de biossorção do corante pelas biomassas. O modelo que melhor descreveu os dados de cinética foi o de pseudo-segunda ordem e o modelo que apresentou um melhor ajuste dos dados de isotermas foi o de Dubinin-Radushkevich. Este modelo sugere a ocorrência de um mecanismo químico no processo de biossorção. A análise de espectroscopia no infra-vermelho médio (MIR-AIR), foi realizada para caracterizar a interação das biomassas com corante, e como resultado foi possível identificar grupos funcionais que, provavelmente participaram no processo de biossorção estudado no presente trabalho: C-O, C-H, C=O e C=C. Os dados de EDS (energy dispersive x-ray detector) dos materiais biossorventes indicaram que tanto a levedura quanto a casca de arroz, diferenciaram-se pela presença de nitrogênio, silício, cálcio, fósforo e sódio. Avaliando-se os resultados de todos os estudos biossortivos, pode-se afirmar que a levedura e a casca de arroz modificadas quimicamente podem ser utilizadas como excelentes materiais para remoção do corante azul reativo em meio aquoso. |
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2019-02-28T13:23:05Z2019-02-28T13:23:05Z2018-02-27FREITAS, Maria Paula Aguiar de. Biossorção de corante reativo utilizando biomassa residual de origem lignocelulósica e fúngica. 2018. 81 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3915A indústria têxtil, pela diversidade de processos utilizados, apresenta uma geração de grandes volumes de efluentes com alta carga poluidora. Durante o processo de tingimento valores entre 15 a 50% da concentração original dos corantes, que não se ligam ao tecido, são liberados como efluentes. A adsorção é uma das técnicas que pode ser utilizada para uma remoção efetiva de corantes presentes em efluentes aquosos. No entanto, a eficiência do processo de adsorção depende da escolha de um adsorvente apropriado. 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Avaliando-se os resultados de todos os estudos biossortivos, pode-se afirmar que a levedura e a casca de arroz modificadas quimicamente podem ser utilizadas como excelentes materiais para remoção do corante azul reativo em meio aquoso.The textile industry uses a diversity of processes that become eventually generating large volumes of effluents with a high polluting load. During the dyeing process, an amount of 15-50% of the original concentration of the dyes which are not fixed on textile materials is release as wastewater. Adsorption is one of the techniques, which may used in order to get an effective color removal. However, the process efficiency depends on the choice of a proper adsorbent. Due to the high cost of some conventional adsorbents, researches have been directed to the use of alternative adsorbents, such as yeast biomass and rice hulls. In this context, the aim of this work was to study the biosorption of reactive blue 198 dye, in two adsorbents: yeast biomass of Saccharomyces cerevisiae discarded from the brewing process and rice hulls, because these are biomasses with some advantages such as: the renewable character, abundance and low cost. The selected biosorbents were chemically modified by acid and alkaline treatment to evaluate the effect on the biosorption process. Moreover, in order to achieve the best conditions for the removal of the dye, the following parameters were investigated: pH of the aqueous solution, agitation, addition of salts and granulometry of the adsorbents. The models of pseudo-first order and pseudo-second order were used to evaluate data obtained in the kinetic study. The Isotherm models of Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich were used to provide a better understanding of the biosorption mechanism. According to the experimental data, the presence of zinc sulfate in the solution affected less the efficiency of dye removal than the other salts. The model that better described the kinetic data was pseudosecond order and the model, which showed a better isotherm data fitting was Dubinin-Radushkevich. This model suggests the occurrence of a chemical mechanism in the biosorption process. The analyses of Mid-infrared attenuated total reflectance (MIR-ATR), was carried out to characterize the interaction of the biomasses with the dye, and showed the functional groups that were probably involved in the biosorption process: C-O, C-H, C=O and C=C. Data from EDS (energy dispersive x-ray detector) of the biosorbents indicated that differences in chemical elements composition between yeast biomass and rice hulls are mainly characterized by nitrogen, silicon, calcium, phosphorus and sodium. Evaluating all the results from the biosorption studies, it is possible to affirm that chemically modified yeast biomass and rice hulls are potential biosorbents of the reactive blue dye in aqueous environments.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia AmbientalUTFPRBrasilCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADACiências AmbientaisSaccharomyces cerevisiaeCorantes e tingimento - Absorção e adsorçãoBiomassa vegetalLeveduras (Fungos)Águas residuais - Purificação - Remoção de corIndústria têxtil - Eliminação de resíduosCascas de arrozDyes and dyeing - Absorption and adsorptionPlant biomassYeast fungiSewage - Purification - Color removalTextile industry - Waste disposalRice hullsBiossorção de corante reativo utilizando biomassa residual de origem lignocelulósica e fúngicainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaMaciel, Giselle Mariahttp://lattes.cnpq.br/1525661213489573Maciel, Giselle MariaHaminiuk, Charles Windson IsidoroSilva, Vitor Renan dahttp://lattes.cnpq.br/2159953954212779Freitas, Maria Paula Aguiar deinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_PPGCTA_M_Freitas, Maria Paula Aguiar de_2018.pdfCT_PPGCTA_M_Freitas, Maria Paula Aguiar de_2018.pdfapplication/pdf1591122http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3915/1/CT_PPGCTA_M_Freitas%2c%20Maria%20Paula%20Aguiar%20de_2018.pdf7d4f210ffc8058d0b72621f4ddb8999dMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3915/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTCT_PPGCTA_M_Freitas, Maria Paula Aguiar de_2018.pdf.txtCT_PPGCTA_M_Freitas, Maria Paula Aguiar de_2018.pdf.txtExtracted texttext/plain135544http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3915/3/CT_PPGCTA_M_Freitas%2c%20Maria%20Paula%20Aguiar%20de_2018.pdf.txtfe95fbc4c60cafbc6d56b45d7389e663MD53THUMBNAILCT_PPGCTA_M_Freitas, Maria Paula Aguiar de_2018.pdf.jpgCT_PPGCTA_M_Freitas, Maria Paula Aguiar de_2018.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1341http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/3915/4/CT_PPGCTA_M_Freitas%2c%20Maria%20Paula%20Aguiar%20de_2018.pdf.jpg77091c0bf8ce65cad64a8ec4658d67dbMD541/39152019-03-01 03:01:00.64oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2019-03-01T06:01Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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