EQA - Escola de Química e Alimentos
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- ItemApplication of chitosan films for the removal of food dyes from aqueous solutions by adsorption(Elsevier, 2013) Dotto, Guilherme Luiz; Moura, Jaqueline Motta de; Cadaval Junior, Tito Roberto Sant'Anna; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaChitosan films were applied to remove acid red 18 and FD&C blue no. 2 dyes from aqueous solutions. The films were prepared by casting technique and characterized. Batch adsorption equilibrium experiments were carried out at different temperatures (298–328 K). Freundlich, Langmuir and Redlich–Peterson models were fitted to the experimental data. The thermodynamic parameters (ΔG0, ΔH0 and ΔS0) were also estimated. Kinetic study was realized using pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich models. The possible films–dyes interactions were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry and color parameters. The maximum experimental adsorption capacities were 194.6 mg g−1 and 154.8 mg g−1 for the acid red 18 and FD&C blue no. 2, respectively, obtained at 298 K. It was found that the Redlich–Peterson isotherm model presented satisfactory fit with the experimental data (R2 > 0.98 and ARE < 9.00%). The adsorption process was spontaneous, favorable, exothermic, and occurred by electrostatic interactions. The Elovich model was the more appropriate to represent the adsorption kinetic data (R2 > 0.95 and ARE < 5.00%). The chitosan films maintained its structure and were easily separated from the liquid phase after the adsorption process.
- ItemAdsorção de corantes alimentícios pelo biopolímero quitosana(2010) Dotto, Guilherme Luiz; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaO despejo de efluentes industriais contendo corantes é um grave problema ambiental, tanto para a vida aquática quanto para a saúde pública. 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. O objetivo deste trabalho foi utilização do biopolímero quitosana para a adsorção de três corantes alimentícios: azul brilhante, amarelo tartrazina e amarelo crepúsculo. O estudo foi realizado mediante a comparação da quitosana com adsorventes comerciais, construção das isotermas de equilíbrio, determinação dos parâmetros termodinâmicos, definição de condições ótimas do processo, cinética, mecanismos e natureza da adsorção. A quitosana foi mais eficiente que o carvão ativado, terra ativada e terra diatomácea na remoção dos três corantes estudados, preferencialmente em pH ácido alcançando percentuais de remoção de até 90%. O modelo de Langmuir foi mais adequado para representar as isotermas de equilíbrio, sendo que as capacidades máximas de adsorção na monocamada obtidas a 298 K foram 1134 mg g-1, 1684 mg g-1 e 1977 mg g-1 para os corantes azul brilhante, amarelo tartrazina e amarelo crepúsculo respectivamente. Valores negativos de entalpia (-51,7 a -34,2 kJ mol-1), entropia (-0,14 a -0,10 kJ mol-1 XIII K-1) e energia livre de Gibbs (-8,52 a -2,24 kJ mol-1) mostraram que o processo de adsorção de todos os corantes foi exotérmico, espontâneo e favorável. Os corantes, amarelo tartrazina e amarelo crepúsculo apresentaram comportamento similar, e desta maneira apenas o corante amarelo crepúsculo foi utilizado para a otimização do processo. As condições ótimas de processo foram pH 3, 60 minutos e 150 rpm para o corante azul brilhante, e pH 3, 60 minutos e 50 rpm para o corante amarelo crepúsculo obtendo-se capacidades de adsorção de 210 mg g-1 e 295 mg g-1, respectivamente. Os modelos de pseudo-segunda ordem e Elovich foram os mais adequados para representar a cinética de adsorção para todos os corantes, obtendo-se 85% da capacidade máxima de adsorção em 40 minutos. O processo de adsorção ocorreu simultaneamente por difusão no filme e difusão intrapartícula, sendo que um aumento na taxa de agitação causou uma diminuição na resistência à transferência de massa no filme, sendo este mecanismo o limitante do processo. A adsorção dos corantes foi de natureza química, devido a interações eletrostáticas dos grupamentos amino e hidroxila da quitosana com os grupamentos sulfonados dos corantes.