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Tipo do documento: Dissertação
Title: Caracterização da escama de tilápia (Oreochromis niloticus) e avaliação do seu potencial de sorção de íons Cu(II)
Other Titles: Characterization of tilapia scales (Oreochromis niloticus) and evaluation of sorption capacity of Cu(II) ions
Autor: Bazarin, Guilherme 
Primeiro orientador: Módenes, Aparecido Nivaldo
Primeiro coorientador: Vieira, Melissa Gurgel Adeodato
Primeiro membro da banca: Módenes, Aparecido Nivaldo
Segundo membro da banca: Kroumov, Alexander Dimitrov
Terceiro membro da banca: Borba, Carlos Eduardo
Resumo: O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização físico-química e morfológica das escamas de tilápia (Oreochromis niloticus), avaliar o seu potencial na remoção de íons Cu (II) e investigar o mecanismo pela qual ocorre a retenção destes íons pelo biossorvente. Também foi avaliada influência de tratamentos químicos com ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH) na capacidade biossortiva das escamas. As escamas, coletadas em um frigorífico de peixes do município de Marechal Cândido Rondon- PR, foram lavadas com água em abundância até obtenção de pH constante, secas em estufa e parte delas submetida a tratamento com HCl e parte com NaOH. A caracterização da escama foi realizada pelas técnicas de Picnometria a gás He, Fisissorção de N2, MEV com EDS, FT-IR, FT-Raman, potencial zeta e pHPCZ. Para a realização dos testes cinéticos foram realizados experimentos em sistema batelada para avaliar o efeito do pH inicial da solução (1, 2, 3, e 4), temperatura (20, 30 e 40ºC), velocidade de agitação (80, 100 e 150 rpm) e do pré-tratamento químico na capacidade de biossorção das escamas. Por fim, realizou-se experimentos de equilíbrio nas melhores condições avaliadas. A caracterização mostrou que as escamas in natura são compósitos naturais, com parte orgânica (colágeno tipo I) e parte inorgânica (minerais e hidroxiapatita), que há microporos em sua superfície mas com volume muito pequeno, e também que há uma diferença morfológica e química entre os lados interno (face lisa) e externo (face lamelada). Sua densidade é de 1,8 g cm-3, com área superficial de 2,3 m2 g-1, potencial zeta de -4,1 mV e pHPCZ pH 4,3. Os tratamentos químicos não alteraram a área superficial, densidade e o valor do pHPCZ, mas indicaram redução do potencial zeta, causaram perda de massa (20,5% no tratamento com HCl e 8,9% no tratamento com NaOH) e apresentaram diminuição na capacidade biossortiva dos íons Cu(II). Os melhores parâmetros para a remoção de íons Cu (II) em batelada foram pH 3, temperatura de 30ºC e velocidade de agitação de 100 rpm. O modelo de pseudoprimeira ordem foi o que melhor se ajustou aos dados cinéticos. A isoterma da escama in natura mostrou um melhor ajuste ao modelo de Langmuir, com qmáx calculado (0,762 mEq g-1). O processo de retenção dos íons Cu(II) ocorre por mais de um mecanismo, sendo que o principal deles á a troca iônica com íons Ca(II), provenientes da estrutura da hidroxiapatita presente nas escamas. Dessa forma, podemos dizer que as escamas de tilápia (Oreochromis niloticus) utilizadas in natura e inteiras são um potencial adsorvente alternativo devido ao baixo custo e eficiência na remoção de íons Cu (II).
Abstract: This study objectives was to characterize the tilapia fish scales (Oreochromis niloticus), assess their potential of Cu (II) ions removal and investigate how occurs retention of these ions by biosorbent. Was also evaluated the influence of chemical treatments with hydrochloric acid (HCl) and sodium hydroxide (NaOH) in scales biosorption capacity. The scales, collected from a fish slaughterhouse in the city of Marechal Cândido Rondon - PR, has been washed with water until constant pH, dried in oven, some of these scales was subjected to treatment with HCl and some with NaOH. The characterization of the scale was performed by techniques the gas He pycnometry, N2 physiosorption, SEM, EDS, FT-IR, FT-Raman and pHZPC. Experiments were performed in closed batch system to examine the effect of the initial pH of solution (1, 2, 3, and 4), temperature (20, 30 and 40 °C), stirring speed (80, 100 and 150 rpm) and the chemical treatments. Finally, equilibrium assays were performed at the optimum conditions obtained. The characterization showed the in natura scales are natural composites, showing the presence of chemical groups characteristic of collagen and hydroxyapatite, indicated incidence of micropores on the scale surface, but with very small volume, and also that there is a morphological and chemical difference between the inner side (smooth side) and external side (rough side). The scales has density of 1,8 g cm-3, surface area of 2,0 m2 g-1, zeta potential of -4,1 mV e pHZPC of 4,3. Chemical pretreatments did not change the surface area, density and the pHZPC but indicated zeta potential reduces, causing weight loss of 20.5% in the treatment with HCl and 8.9% in the treatment with NaOH, and showed a decrease in biossorption capacity of Cu (II) ions. The batch adsorption process reached higher values of adsorption capacity in pH 3, temperature of 30°C and stirring speed of 100 rpm. The pseudofirst order model has shown the best fit to the kinetic data. Langmuir isotherm best represented the equilibrium data of batch process with calcutated qmáx (0,762 mEq g-1) very close of the experimental value (0,757 mEq g-1), showing 95% removal with only 1 g biosorbent. The biossorption process of Cu (II) ions occurs by more than one mechanism, being the main one the ion exchange with Ca (II) ions. Thus, we can say that the scales of tilapia (Oreochromis niloticus) used in natura and whole are an alternative adsorbent potential due to low cost and efficient removal of Cu (II).
Keywords: Biossorção
Cobre (II)
Escamas de tilápia
Caracterização
Biosorption
Copper (II)
Tilapia scales
Characterization
CNPq areas: ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Campun: Toledo
Citation: BAZARIN, Guilherme. Caracterização da escama de tilápia (Oreochromis niloticus) e avaliação do seu potencial de sorção de íons Cu(II). 2015. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2015.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4127
Issue Date: 24-Feb-2015
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Química (TOL)

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