Planejamento estatístico de experimentos como uma ferramenta para otimização das condições de biossorção de Cu(II) em batelada utilizando-se casca de nozes pecã como biossorvente

Abstract

BIOSORPTION USING PECAN NUTSHELLS AS BIOSORBENT. In order to reduce the total number of experiments for achieving the highest amount of adsorbed Cu 2+ (qmax) using pecan nutshells (Carya illinoensis) as biosorbent, a full 2 4 factorial design with two central points was carried out (mass of biosorbent-m, pH, initial metallic ion concentration-C 0 , time of contact-t). In order to continue the optimization of the system, a central composite surface analysis design with two factors and five central points was carried out. The maximum amount of Cu 2+ taken up by the pecan nutshells was 20 mg g -1 . These results were confirmed by determining a Cu 2+ isotherm using the best conditions attained by the statistical design of experiments.Keywords: biosorption; statistical design of experiments; Carya illinoensis. INTRODUÇÃOA atividade industrial é responsável por gerar um volume muito grande de resíduos contendo diversas espécies nocivas à saúde humana 1 . Estes resíduos tóxicos necessitam ser tratados antes de serem despejados em águas naturais. Entre as espécies de maior relevância toxicológica presentes nos resíduos industriais estão os metais pesados e ametais, que não se biodegradam pela ação do tempo, sendo bioacumulativos 2 . Os procedimentos de tratamento de efluentes industriais visando a remoção de metais pesados são os processos químicos e físicos 1-3 .Processos químicos são geralmente variados e dependem da natureza do efluente. As principais desvantagens destes procedimentos é que são dispendiosos, requerem uso de reagente químico e podem propiciar a formação de outra espécie tóxica no efluente tratado. Os procedimentos mais empregados são: neutralização ácido-base, cloração, precipitação química, complexação com agentes quelantes, eletrólise e métodos oxidativos com oxigênio e ozônio 1,2 .Processos físicos, geralmente, são procedimentos mais simples, utilizando uma determinada operação unitária, tal como 1,3 : separação de fases para remoção do material sólido (decantação, sedimentação, filtração, centrifugação, flotação) 1,4 ; transição de uma forma física à outra (destilação, evaporação, precipitação física, cristalização) 1 ; utilização de membranas seletivas às espécies tóxi-cas, para hiperfiltração, ultrafiltração, osmose reversa e diálise 5 ; extração em fase sólida, utilizando adsorventes capazes de reter seletivamente as espécies de maior toxicidade 6 . Este procedimento geralmente é utilizado no final do tratamento de efluentes industriais, permitindo reduzir a um valor mínimo o nível da espécie tóxi-ca presente. Tal procedimento envolve desde a simples passagem de um efluente por um meio granular, como areia 1 ou carvão ativado 6 , que retém as espécies tóxicas por fisiossorção, até o emprego de adsorventes sintéticos, tais como resinas poliméricas de troca iônica 7 , tecidos modificados quimicamente com grupamentos orgânicos 8,9 , sílica gel modificada 10-14 , que são capazes de reter seletivamente metais pesados por quelação, troca iônica ou microprecipitação na superfície do adsorvente [10][11...

Planejamento Fatorial: Uma Ferramenta Estatística Valiosa Para a Definição De Parâmetros Experimentais Empregados Na Pesquisa Científica.

“…Neste tipo de planejamento fatorial, no qual os níveis são costumeiramente codificados com os sinais (+) e (-), a atribuição aos níveis superiores ou inferiores se dá de forma arbitrária e não interfere na realização dos experimentos ou interpretação dos resultados. Estes sinais também permitem esquematizar estas variáveis na forma de matrizes de planejamento, assim como determinar, por meio de cálculos, a influência das mesmas e das suas interações no sistema (BRASIL et al, 2007).…”

“…De acordo com BRASIL et al (2007), estas desvantagens resultam numa otimização ineficiente, impedindo o rápido estabelecimento de ótimos verdadeiros, os quais são atingidos pelo emprego de sistemas multivariados (BRASIL et al, 2007).…”

Estudo do branqueamento de óleo de peixe utilizando-se a bentonita sódica através de planejamento fatorial

“…Este planejamento foi utilizado para otimizar a adsorção das impurezas e determinar quais variáveis possuem efeitos significativos na purificação ou branqueamento? do óleo de peixe, procedimento já utilizado para otimização das condições de biosorção de Cu (II) (BRASIL et al, 2007).…”

Avaliação da remoção de cromo (III) por materiais compósitos porosos adsorventes de PE-g-MA, fibra de coco e quitosana, usando planejamento experimental

“…Na remoção de Cr (III) e Cr (VI), a fibra de coco (FC) e a quitosana (Q) têm sido bastante empregadas (NOMANBHAY & PALANISAMY, 2005;BARONI et al, 2005;AZEVEDO et al, 2008;SIGNINI & ARRUDA, 2010;PINO & TOREM, 2011;MAGALHÃES & NEVES, 2011;DAI et al, 2012;SILVA et al, 2013 (LIMA, 2013;BRASIL et al, 2007, MIOR et al, 2013.…”