Utilização de quitosana obtida de resíduos de camarão para avaliar a capacidade de adsorção de íons Fe3+

Abstract

A quitosana é produzida através de uma desacetilação alcalina da quitina, a qual é encontrada em exoesqueleto de crustáceos, parede celular de fungos e materiais biológicos. Calcula-se que os resíduos de camarão apresentam de 5 a 7% do seu peso total na forma de quitina, sugerindo que estes sejam utilizados para obtenção do biopolímero. Os processos para obtenção destes biopolímeros consiste nas seguintes etapas: desmineralização, desproteinização e desodorização, obtendo-se assim, a quitina úmida. Após seca, passa por uma desacetilação química para a conversão em quitosana úmida, sendo purificada e posteriormente seca. A quitosana, por apresentar grupamentos amino livres em sua estrutura, é uma molécula capaz de formar complexos estáveis com cátions metálicos. O objetivo geral deste trabalho foi obter quitina a partir de resíduos de camarão (Penaeus brasiliensis) com posterior produção de quitosana, e avaliar sua capacidade de complexação com íons Fe3+, em solução. A quitosana produzida foi caracterizada através do grau de desacetiliação e da massa molecular viscosimétrica, Para caracterização estrutural das amostras de quitosana, utilizaram-se espectrometria de infravermelho e espectrofotometria UV-Visível, bem como para o complexo formado de quitosana e ferro. Para analisar a eficiência da remoção deste íon, foram feitas análises em espectrometria de absorção atômica em chama e em espectrofotometria UV-Visível. Uma análise estatística foi realizada para avaliar a percentagem de remoção do íon ferro das soluções, sendo utilizado um planejamento fatorial em dois níveis, tendo como variáveis independentes o pH do meio, a quantidade de quitosana adicionada, a granulometria da mesma e o tempo de reação. A quitosana apresentou grau de desacetilação de 87±2% e massa molecular viscosimétrica de 196±4kDa, sendo esses valores, comparáveis à quitosana disponível comercialmente. Na melhor região de trabalho definida pela análise estatística, obteve-se uma remoção máxima de 85 % do íon ferro das soluções.

Chitosan is produced by alkalyne deacetylation of chitin, found in exoskeletons of crustaceans, cell walls of some fungi and biological materials. It is estimated the shrimp (Penaeus brasiliensis) waste has 5 to 7% of the total weight of chitin, suggesting that they are used to obtain the biopolymer. The procedures for obtaining theses biopolymers consists by the following steps: demineralization, deproteinization and deodorization, obtaining thus wet chitin. After dryed, the chitin is chemically deacetylated to be converted in to wet chitosan, being purified and dryed. Chitosan has free amino groups in its structure, and is a molecule able to form stable complexes with metal ions. The aim of this work was to obtain chitin from shrimp waste with subsequent production of chitosan and evaluate the chitosan uptake capability for Fe3+ dissolved. Chitosan produced was physical-chemical analyzed through deacetylation degree and viscosity average molecular weight. For structural characterization of chitosan and Fe-chitosan complex, infrared spectrometry and UV-Vis spectroscopy were used. The removal efficiency of this ion samples were analyzed by atomic absorption spectrometry flame and UV-Vis spectroscopy. The statistical analysis was made of the iron removal percentage from the solutions, which used a factorial design at two levels, with the pH of the medium, amount of chitosan added, the particle size and reaction time. Chitosan produced presented degree deacetylation 87±2% and viscosity average molecular weight 196±4 kDa, these values were comparable to commercially available chitosan. In the best region of this work the removal resulted of 85% of the Fe3+ ions from solutions.