ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Influência do grau de desacetilação da quitosana na adsorção de corantes alimentícios em sistema binário.
AUTORES: Gonçalves, J. (FURG) ; Duarte, D.A. (FURG) ; Dotto, G.L. (FURG) ; Pinto, L.A.A. (FURG)
RESUMO: Neste trabalho foi verificada a influência do grau de desacetilação da quitosana
na adsorção dos corantes azul brilhante e amarelo tartrazina em sistema aquoso
binário. A quitosana foi obtida com graus de desacetilação de 75, 85 e 95% e os
ensaios de adsorção foram realizados em batelada com pH 3. O aumento do grau de
desacetilação de 75% para 85% causou um aumento na capacidade de adsorção de ambos
os corantes. Um novo aumento para 95% não apresentou efeito. As capacidades
máximas de adsorção foram 137 mg/g e 187 mg/g para os corantes azul brilhante e
amarelo tartrazina, respectivamente, obtidos com grau de desacetilação de 85%.
PALAVRAS CHAVES: adsorção; grau de desacetilação; corantes
INTRODUÇÃO: Uma preocupação das indústrias de alimentos é o despejo de efluentes industriais
contendo corantes. Com o intuito de remover estes corantes dos efluentes, a
adsorção é uma técnica de fácil execução e extremamente viável, principalmente
quando envolve o uso de bioadsorventes. Um potencial bioadsorvente para a
remoção de corantes é a quitosana, pois, pode ser obtida de matérias-primas
renováveis e de baixo custo (CRINI E BADOT, 2008). O biopolímero quitosana, é a
forma parcialmente desacetilada da quitina, sendo uma poliamina na qual os
grupos amino estão disponíveis para reações químicas (RINAUDO, 2006). No
entanto,
o potencial da quitosana pode ser influenciado por suas características, como
por exemplo, o grau de desacetilação (PICCIN et al., 2009). A maioria dos
estudos relativos a adsorção de corantes com quitosana é voltada para a remoção
de um único corante em particular, situação esta que é pouco comum a nível
industrial (DOTTO E PINTO, 2011a, b). Neste contexto, o objetivo do presente
trabalho foi avaliar a influência do grau de desacetilação da quitosana na
capacidade de adsorção dos corantes azul brilhante e amarelo tartrazina em
sistema aquoso binário.
MATERIAL E MÉTODOS: A quitosana foi obtida com três diferentes graus de desacetilação, a partir de
resíduos de camarão. Primeiramente foi obtida a quitina, a qual foi desacetilada
em diferentes tempos de reação (40, 120 e 240 min) a fim de obter graus de
desacetilação de 75, 85 e 95% (MOURA et al.,2011). Após a reação, as amostras
foram secas em leito de jorro, sendo utilizadas partículas com 0,072 mm (DOTTO
et al., 2011).
Amostras de quitosana (25 mg em base seca)com diferentes graus de desacetilação
(75, 85 e 95%) foram adicionadas em 70 mL de água destilada. Após, 10 mL de uma
solução de cada corante foi colocada nos frascos a fim de obter 50mg/L de
concentração dos mesmos. Então tiveram seu pH corrigido (pH 3) através da adição
de 10mL de tampão fosfato dissódico - ácido cítrico 0,1 N, (pHmetro Marte,
modelo MB10, Brazil). As soluções foram agitadas a 100 rpm usando um agitador
termostatizado (FANEM 315 SE, Brasil) por 24 h. Finalmente, o liquido foi
filtrado (papel filtro Whatmann n° 40) e a quantidade de corante adsorvida foi
determinada por espectrofotometria na região do visível (QUIMIS Q108 DRM,
Brasil) a 408 nm e 480 nm para os corantes azul brilhante e amarelo crepúsculo,
respectivamente. As concentrações de cada corantes foram obtidas através de
curvas padrões espectrofotométricas para um sistema binário (MAHMOODI et al.,
2011).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 apresenta o efeito do grau de desacetilação da quitosana na capacidade
de adsorção dos corantes azul brilhante e amarelo tartrazina. Como pode ser
verificado na Figura 1, o aumento do grau de desacetilação de 75% para 85%
causou um aumento na capacidade de adsorção de ambos os corantes. Entretanto, o
aumento
do grau de desacetilação de 85% para 95% não apresentou influência sobre a
capacidade de adsorção. Este comportamento pode ser explicado devido ao
mecanismo de interação dos corantes com a quitosana em condições ácidas (CRINI E
BADOT, 2008). Em meio ácido, os átomos de hidrogênio (H+) na solução, tendem a
protonar os amino grupos (–NH2) da quitosana. Paralelamente quanto maior o grau
de desacetilação, maior o número de grupamentos amina disponíveis para
protonarem, então o processo de adsorção ocorre mediante interações
eletrostáticas entre os corantes em sua forma aniônica e a quitosana. O aumento
do grau de desacetilação levaram a protonação de uma maior parcela de amino
grupos da quitosana, aumentando os sítios de adsorção, e consequentemente o
percentual a capacidade de adsorção foi aumentada. Comportamento similar foi
obtido por PICCIN et al., (2011) na adsorção do corante vermelho n° 40 por
quitosana com diferentes graus de desacetilação.
Figura 1: Efeito do grau de desacetilação da quitosana na capacidade de adsorção dos corantes azul brilhante e amarelo tartrazina.
CONCLUSÕES: Neste trabalho verificou-se o efeito do grau de desacetilação da quitosana na capacidade de adsorção dos corantes azul brilhante e amarelo tartrazina. O aumento do grau de desacetilação de 75% para 85% causou um aumento na capacidade de adsorção de ambos os corantes. Porém um novo aumento para 95% não apresentou efeito.
As capacidades máximas de adsorção foram 137 mg/g e 187 mg/g para os corantes azul brilhante e amarelo tartrazina, respectivamente, obtidos com grau de desacetilação de 85%.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos a CAPES e ao CNPQ pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CRINI, G.; BADOT, P. M. 2008. Application of chitosan, a natural aminopolysaccharide, for dye removal from aqueous solutions by adsorption processes using batch studies: A review of recent literature. Progress in Polymer Science, 33: 399-447.
DOTTO, G. L.; PINTO, L. A. A. 2011. Adsorption of food dyes onto chitosan: Optimization process and kinetic. Carbohydrate Polymers, 84: 231–238.
DOTTO, G. L.; VIEIRA M. L. G.; GONÇALVES, J. O.; PINTO L. A. A. 2011.Remoção dos corantes azul brilhante, amarelo crepúsculo e amarelo tartrazina de soluções aquosas utilizando carvão ativado, terra ativada, terra diatomácea, quitina e quitosana: estudos de equilíbrio e termodinâmica. Quimica Nova, 34: 1193-1199.
MAHMOODI, N.M.; NAJAFI, F.; KHORRAMFAR, S.; AMINI, F.; ARAMI, M. 2011. Synthesis, characterization and dye removal ability of high capacity polymeric adsorbent: Polyaminoimide homopolymer. Journal of Hazardous Materials, 198: 87-94.
PICCIN, J. S.; DOTTO, G. L.; PINTO, L. A. A. 2011. Adsorption isotherms and thermochemical data of FD&C red n°40 binding by chitosan”, Brazilian Journal of Chemical Engineering, 28: 295-304.
PICCIN, J. S.; VIEIRA, M. L. G.; GONÇALVES, J. O.; DOTTO, G. L.; PINTO, L. A. A. 2009. Adsorption of FD&C Red No. 40 by chitosan: Isotherms analysis”, Journal of Food Engineering, 95: 16-20.
RINAUDO, M. 2006. Chitin and chitosan: Properties and applications. Progress in Polymer Science. 31: 603–632.
