Estudo e aplicação de diferentes farelos de rebaixamento como adsorventes de baixo custo para corantes da indústria coureira

Abstract

O processo de transformação de peles animais em couros exige uma série de operações que geram grande quantidade de resíduos sólidos, que podem ser aproveitados como subprodutos, onde destaca-se o farelo gerado durante a etapa de rebaixamento do couro. Conforme o tipo de couro produzido, obtêm-se farelos com diferentes propriedades e que necessitam de uma destinação adequada frente a sua produção em elevada quantia. Ainda, devido à grande parte das operações necessitarem de meio aquoso, os efluentes líquidos também são uma problemática para a indústria do couro, contendo substâncias como agentes curtentes e corantes, por exemplo. Neste trabalho investigou-se as propriedades de diferentes farelos de rebaixamento e propôs-se a utilização dos mesmos como adsorventes de baixo custo para remoção de corantes de soluções aquosas. Assim, realizou-se uma revisão bibliográfica sistemática para verificar os mais recentes usos reportados na literatura para farelo de couro wet-blue (WB), farelo de couro curtido com tanino vegetal (TV), farelo de pele piquelada (PIQ) e farelo pré-curtido wet-white (WW). A revisão sistemática evidenciou que a temática do farelo ainda é objeto das pesquisas atuais e que ainda há campo de pesquisa para os farelos com diferentes agentes curtentes, uma vez que a grande maioria dos estudos volta-se para o farelo de couro wet-blue, tendo como principais aplicações a recuperação do conteúdo de colágeno e a adsorção. Nos estudos experimentais com os farelos citados, efetuaram-se caracterizações de ponto de carga zero, área superficial, temperatura de retração e espectroscopia de infravermelho. Quanto aos ensaios de adsorção, foram avaliadas as capacidades de remoção dos farelos perante o corante Marrom Ácido 414 (MA-414) e Vermelho Básico 2 (VB-2). Os resultados experimentais demonstraram sólidos de baixa área superficial, todas inferiores a 4,0 m2.g. Os pontos de carga zero foram iguais a 4,0, 3,9, 4,1 e 6,0 e as temperaturas de retração iguais a 110°C, 37°C, 68°C e 70°C, para os WB, PIQ, WW e TV, respectivamente. PIQ obteve os maiores percentuais de remoção do corante MA-414 em todas as variáveis testadas, chegando a atingir 98%, seguido de WW, com resultados similares, sendo que para tais casos, os dados experimentais foram melhor ajustados pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem e isoterma de Sips. Para a adsorção de MA-414 em WB, verificou-se um melhor ajuste do modelo cinético de Elovich e isoterma de Sips. Para VB-2, apenas TV obteve remoções expressivas, nas condições testadas, chegando a 97%, com melhor ajuste dos dados ao modelo cinético de pseudo-primeira ordem, porém o espectro de varredura indicou liberação de tanino no meio reacional.

The process of transforming animal skins into hides requires a series of operations that generate large amounts of solid wastes that can be used as by-products, in which leather shavings highlight, which are generated during the leather thickness adjustment. Depending on the type of leather, leather shavings with different properties are obtained and need an appropriate destination because of their high amount production. Furthermore, due to the fact that most operations require aqueous medium, liquid effluents are also a problem for the leather industry, containing substances such as tanning agents and dyes, for instance. In this work, the properties of different leather shavings were investigated, and it was proposed to use them as low-cost adsorbents for removing dyes from aqueous solutions. Thus, a systematic bibliographic review was carried out to verify the most recent uses reported in the literature for wet-blue leather shavings (WB), vegetable-tanned leather shavings (TV), pickled hide shavings (PIQ) and wetwhite leather shavings (WW). The review showed that leather shavings are still the subject of current researches and that there is still a research field for leather shavings tanned with different tanning agents, since the majority of studies are focused on wet-blue leather shavings, and main applications are the recovery of collagen content and adsorption. In experimental studies, for these shavings, point of zero charge, surface area, shrinkage temperature and infrared spectroscopy were characterized. For the adsorption tests, the shavings removal capacities were evaluated with Acid Brown 414 (MA-414) and Basic Red 2 (VB-2) dyes. The experimental results showed solids with low surface areas, all lower than 4.0 m2.g. The points of zero charge were equal to 4.0, 3.9, 4.1 and 6.0 and the shrinkage temperatures equal to 110°C, 37°C, 68°C and 70°C, for WB, PIQ, WW and TV, respectively. PIQ obtained the highest percentage of dye removal for MA-414 in all the tested variables, reaching up 98%, followed by WW, with similar results, and for such cases, the experimental data were better adjusted by the pseudo-second order kinetic model and Sips isotherm. For MA-414 in WB adsorption, a better fit of the Elovich kinetic model and Sips isotherm was found. For VB-2 dye, only TV obtained significant removals, under the conditions tested, reaching up 97%, with a better adjustment of the data to the pseudo-first order kinetic model, however the scanning spectrum indicated release of tannin in the reaction medium.