Kinetics and Mechanism of the Food Dye FD&amp;C Red 40 Adsorption onto Chitosan

Piccin, Jeferson Steffanello; Dotto, Guilherme L.; Vieira, Mery Luiza Garcia; Pinto, Luiz Antônio de Almeida

doi:10.1021/je200388s

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“…In addition, the specific surface area was around of 1150 m 2 g -1 and the porosity was 92 %. The literature presents values of specific surface area of 4.2 m 2 g -1 and porosity lower than 1 % for chitosan powder [27]. This shows that the preparation of PCS is efficient to improve the chitosan characteristics for adsorption purposes.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 92%

Kinetics and mass transfer aspects about the adsorption of tartrazine by a porous chitosan sponge

Esquerdo

Quintana

Dotto

et al. 2015

Reac Kinet Mech Cat

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Kinetic and mass transfer aspects about the adsorption of tartrazine on a porous chitosan sponge (PCS) were elucidated. PCS was prepared and characterized. The kinetic curves were obtained in batch mode at different stirring rates and initial dye concentrations. The kinetic data were evaluated by the pseudo-first order, pseudo-second order (PSO), Elovich and Avrami models. The mass transfer aspects were evaluated by the external mass transfer coefficient (k f ), intraparticle diffusion coefficient (D int ) and modified Biot number (B i ). The results revealed that PCS presented specific surface area around of 1150 m 2 g -1 and porosity of 92 %. The adsorption kinetics was favored at higher values of stirring rate and initial dye concentration. PSO and Elovich models were suitable to represent the kinetic data. The k f values ranged from 7.38 9 10 -3 to 5.25 9 10 -1 m s -1 and the D int values ranged from 8.93 9 10 -10 to 4.72 9 10 -9 m 2 s -1 . The B i values at lowest stirring rates and initial dye concentrations showed that the external mass transfer should be considered. Otherwise, a complete dominance of intraparticle diffusion occurred at highest values of stirring rate and initial dye concentration. List of symbols aInitial velocity due to dq/dt with q t = 0 (mg g -1 min -1 ) ARE Average relative error (%) b Desorption constant of the Elovich model (g mg -1 ) B i Biot number (dimensionless) C 0 Initial dye concentration (mg L -1 ) C t Dye concentration at time t (mg L -1 ) D int Intraparticle diffusion coefficient (m 2 s -1 ) fFitting parameter of Eq. (8) (dimensionless) k 1Rate constant of pseudo-first order model (min -1 ) k 2Rate constant of pseudo-second order model (g mg -1 min -1 ) k AV Avrami kinetic constant (min -1 ) k e Late-stage adsorption rate constant (min -1 ) k f External mass transfer coefficient (m s -1 ) nFractional exponent of the Avrami model (dimensionless) q 0 Concentration in the adsorbent in equilibrium with a liquid concentration (mg g -1 ) q 1Theoretical value of the adsorption capacity for the PFO model (mg g -1 ) q 2Theoretical value of the adsorption capacity for the PSO model (mg g -1 ) q AV Theoretical value of the adsorption capacity for the Avrami model (mg g -1 ) q e Experimental equilibrium adsorption capacity (mg g -1 ) q t Amount of dye adsorbed at time t (mg g -1 ) r 0 Initial adsorption rate (mg g -1 min -1 ) R Adsorbent radius (m) R 2 Coefficient of determination (dimensionless) R 2 adj Adjusted determination coefficient (dimensionless) t Time (min) V Volume of solution (L) W Adsorbent amount (g)Greek symbols a Fitting parameter of Eq. (6) (min -1 ) q p Adsorbent density (kg m -3 )

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Section: Resultsmentioning

confidence: 92%

Kinetics and mass transfer aspects about the adsorption of tartrazine by a porous chitosan sponge

Esquerdo

Quintana

Dotto

et al. 2015

Reac Kinet Mech Cat

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“…A percentagem de variação explicada pela regressão foi dada pela razão entre a soma quadrática devido à regressão e a soma quadrática total (96,20% Crini et al (2007) e Weng et al (2009, sugerindo que com o aumento do número de sítios disponíveis para a biossorção deve ocorrer uma redução da concentração de corante na fase líquida, e com isso a redução dessa força motriz. Já a concentração de corante apresentou efeito positivo, quanto maior sua concentração maior será a diferença de concentrações na fase fluida e no biossorvente, aumentando a força motriz (Piccin et al, 2011).…”

Section: Resultsunclassified

Otimização do processo de remoção do corante preto de remazol B por uso de biomassa mista de Aspergillus niger van Tieghem, 1867 (Ascomycota: Trichocomaceae) e Pennisetum purpureum Schumach., 1827 (Poales: Poaceae)

Filho¹,

Ferreira²,

Silva³

et al. 2016

Rev. Bras. Gest. Amb. Sustent.

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As indústrias do setor têxtil geram no final de seu processo efluentes com elevada carga orgânica, substâncias tóxicas e cor. O lançamento dessas águas residuais nos corpos hídricos, pode causar sérios problemas do ponto de vista ambiental. Dentre as tecnologias destinadas à remoção de cor destaca-se a biossorção, um processo de captação passiva onde os poluentes depositam-se na superfície de materiais de origem biológica (biossorventes). As vantagens da biossorção em relação aos métodos convencionais de tratamento são a alta seletividade e eficiência, baixo custo e regeneração do material. Considerando esse fato, o objetivo desse trabalho foi produzir um biossorvente misto utilizando o fungo Aspergillus niger van Tieghem, 1867 (Ascomycota: Trichocomaceae) crescido em Pennisetum purpureum Schumach., 1827 (Poales: Poaceae) (capim elefante), para a remoção do corante têxtil preto de remazol B pelo processo de biossorção. Para os ensaios de remoção foi aplicado um planejamento fatorial 25 a fim de analisar a influência das variáveis: pH (2,0, 3,5 e 5,0), agitação (150, 200 e 250 rpm), temperatura (30, 40 e 50 oC), concentração de corante (25, 55 e 85 mg L-1) e quantidade de biossorvente misto (0,5, 1,5 e 2,5 g). A melhor condição obtida no planejamento foi pH 2,0, temperatura de 50 oC, agitação de 150 rpm, concentração de biomassa de 0,5 g e concentração de corante de 25 mg L-1, resultando numa remoção de 96,80%. O estudo permitiu verificar que a utilização de biomassa fúngica associada a um vegetal pode se tornar uma nova alternativa barata e eficiente para o tratamento de efluentes têxteis.

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“…A concentração de adsorvente tem efeito negativo, pois com o aumento do número de sítios disponíveis para a adsorção ocorre uma redução da concentração de corante na fase líquida, e com isso a redução dessa força motriz. Já a concentração de corante tem efeito positivo porque quanto maior sua concentração maior será a diferença de concentrações na fase fluida e no adsorvente, aumentando a força motriz (PICCIN et al, 2011). Com relação ao pH, este fator teve um efeito negativo na resposta, isso ocorre porque quando o pH é reduzido acontece a protonação dos grupamentos amina do couro para a forma NH 3+ .…”

Section: Resultsunclassified

Adsorção Aplicada Ao Tratamento De Efluentes De Tingimento De Curtumes

Gomes¹,

Trucolo

Veber³

et al. 2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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RESUMO -Em curtumes, na etapa de tingimento, é necessário fazer uma ou várias adições de corantes para que a textura fibrosa de couro seja tingida em profundidade, com intensidade e uniformidade na superfície. Esta etapa do processamento do couro resulta em efluentes coloridos residuais. A presença de corantes dificulta o tratamento dos efluentes por métodos convencionais e sua reutilização no processo produtivo, pois causaria tingimento de uma nova partida com cor indesejada. A adsorção é uma operação de tratamento avançada para aumentar a qualidade final ou viabilizar o reuso de águas. Uma de suas maiores vantagens é a possibilidade de uso de materiais de baixo custo no tratamento de efluentes, e, neste caso foram utilizados como adsorventes, resíduos sólidos de curtumes, farelos de couro curtido ao cromo, para tratar efluentes de tingimento do couro. Os experimentos de adsorção foram realizados em fulões em escala laboratorial, chegando a remover 95% de corantes em pH 3,0 e temperatura de 65°C. INTRODUÇÃOA indústria de couros vem crescendo de maneira notável nas últimas décadas, principalmente em países em desenvolvimento. Segundo a ABQTIC (2013), a produção mundial de couros bovinos aumentou entre 2000 e 2012, de 290 para quase 325 milhões de couros e, neste mesmo período, o rebanho de bovinos cresceu quase 9%. Enquanto isso, a produção de artigos manufaturados de couro, como calçados e acessórios automobilísticos, também aumentou, justificando o crescimento da indústria coureira. A indústria brasileira de couro possui cerca de 750 curtumes, sendo que quase 75% destes curtumes se localizam nas regiões sul e sudeste. O Rio Grande do Sul é o maior produtor de couros do país, com quase 35% da produção nacional. Além disso, o mercado coureiro obteve um saldo com importações e exportações de dois bilhões de dólares no ano de 2012, mostrando sua grande importância para a economia brasileira (ABQTIC, 2013).Segundo GUTTERRES et al. (2008), esta indústria utiliza grandes quantidades de água, já que a maioria dos seus processos ocorre em meio aquoso e esta água deve estar presente em grandes quantidades. Estima-se que em um curtume com boas práticas ambientais são necessários de 12 a 37 m 3 de água para cada tonelada de pele salgada transformada em couro (IULTCS, 2012). Os efluentes oriundos dos curtumes são tratados em estações de tratamento que, normalmente, compreendem as fases de pré-tratamento, tratamento mecânico e físico-químico, tratamento biológico e tratamento do Área temática: Engenharia Ambiental e Tecnologias Limpas 1

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Kinetics and Mechanism of the Food Dye FD&C Red 40 Adsorption onto Chitosan

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Kinetics and mass transfer aspects about the adsorption of tartrazine by a porous chitosan sponge

Kinetics and mass transfer aspects about the adsorption of tartrazine by a porous chitosan sponge

Otimização do processo de remoção do corante preto de remazol B por uso de biomassa mista de Aspergillus niger van Tieghem, 1867 (Ascomycota: Trichocomaceae) e Pennisetum purpureum Schumach., 1827 (Poales: Poaceae)

Adsorção Aplicada Ao Tratamento De Efluentes De Tingimento De Curtumes

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