Estudo da descoloração do corante alimentício amarelo crepúsculo por meio da ozonização (Catalítica)

Abstract

Resumo: Neste projeto os processos de ozonização e ozonização catalítica foram avaliados quanto a sua eficiência na remoção da cor e seu potencial de degradação do corante alimentício amarelo crepúsculo. Por meio do delineamento do composto central rotacional (DCCR) foi estudada a interação e efeito das variáveis mais importantes nestes processos (pH, concentração inicial do corante, concentração do ozônio, tempo de reação e dosagem do catalisador). O pH foi um dos fatores com maior influência nestes processos sendo que os melhores resultados foram obtidas em condições ácidas e alcalinas. Por meio da análise estatística foram obtidas equações empíricas que permitiram predizer os resultados experimentais nas faixas utilizadas nesta pesquisa. As condições otimizadas obtidas neste trabalho para a ozonização foram: pH 11, concentração do corante 40 mg.L-1, concentração de entrada do ozônio 25 gO3.m-3, tempo 9 minutos; e para a ozonização catalítica: pH 11, concentração do corante 25 mg.L-1, concentração de entrada do ozônio 25 gO3.m-3 e massa do catalisador de 0,5 g. A partir destas condições se realizaram as análises da demanda química de oxigênio (DQO) e do carbono orgânico total (COT), obtendo uma degradação e mineralização de 78% e 84%, respectivamente para a ozonização e 95% e 83%, respectivamente para a ozonização catalítica. As cinéticas de descoloração foram ajustadas ao modelo de pseudo-primeira ordem, tanto para o processo de ozonização convencional como para a ozonização catalítica, em ambos, o parâmetros de correlação para todas as cinéticas foi maior do que 0,97. As constantes cinéticas obtidas para a ozonização catalítica foram maiores que da ozonização. Os ensaios de toxicidade utilizando a artemia salina indicaram que a solução tratada não gerou compostos tóxicos para o meio ambiente. A capacidade de adsorção do catalisador foi pequena e em pH alcalinos, a adsorção é praticamente desprezível.

Abstract: In this study the ozonation and catalytic ozonation processes were evaluated for their effectiveness in removing color and their potential for the food Sunset Yellow dye degradation. The effect and the interaction of the most important variables (pH, initial dye concentration, ozone concentration, reaction time and catalyst dosing) of these processes were studied employing the central composite design (CCD). The pH was one of the factors with the most influence in these processes and the best results were obtained in acidic and alkaline conditions. Through statistical analysis, empirical equations were obtained which allowed to predict the experimental results in the levels used in this work. The optimum conditions obtained in this work for ozonation were pH 11, dye concentration 40 mg.L-1, ozone inlet concentration 25 gO3.m-3, time 9 minutes; and the catalytic ozonation: pH 11, dye concentration 25 mg L-1, inlet concentration of 25 gO3.m-3 ozone and mass of catalyst 0.5 g. From these conditions are conducted analyzes of chemical oxygen demand (COD) and total organic carbon (TOC), getting a degradation and mineralization of 78% and 84% respectively for ozonation and 95% and 83% respectively for catalytic ozonation. The discoloration kinetics were fitted to the model pseudo-first order, for both the conventional ozonation process as for catalytic ozonization, the correlation for all kinetic parameters was greater than 0,97. The obtained kinetic constants for the catalytic ozonation were higher than the ozonation. The toxicity testing using the Artemia salina indicated that the treated solution did not generate toxic compounds in the environment. The adsorption capacity of the catalyst was small, in alkaline pH, the adsorption was negligible.