Avaliação do desempenho de vida útil do biocoagulante de moringa liofilizado

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Tipo do documento:	Tese
Title:	Avaliação do desempenho de vida útil do biocoagulante de moringa liofilizado
Other Titles:	Evaluation of life performance of biophilagulant of lyophilized moringa
Autor:	Santos, Bruna Souza dos
Primeiro orientador:	Klen, Márcia Regina Fagundes
Primeiro coorientador:	Eyng, Eduardo
Primeiro membro da banca:	Klen, Márcia Regina Fagundes
Segundo membro da banca:	Palú, Fernando
Terceiro membro da banca:	Silva, Edson Antônio da
Quarto membro da banca:	Baraldi, Ilton José
Quinto membro da banca:	Suzaki, Pedro Yahico Ramos
Resumo:	O uso de sementes de Moringa oleifera (MO) vêm sendo alvo de estudos para o tratamento de águas e efluentes devido ao seu potencial biocoagulante. Entretanto, um dos fatores que inviabilizam a utilização do extrato da semente em escala industrial é seu curto tempo de vida útil após seu processamento. Diante da problemática, o presente estudo objetivou produzir o biocoagulante de MO para pré-tratamento pelo método de secagem via liofilização, e avaliar seu potencial coagulante em um período maior de armazenamento. Para o estudo, a otimização das condições de preparo do biocoagulante foi realizada utilizando-se um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), analisando-se os efeitos da massa de MO e do tempo de extração da proteína coagulante em ultrassom. Foram realizados experimentos de coagulação/floculação/sedimentação utilizando o biocoagulante para remoção de cor de água residuária sintética produzida com o corante comercial Azul Reativo 5G. Foi obtido um modelo matemático validado estatisticamente para a variável-resposta remoção de cor. As condições ótimas obtidas para remoção de cor foram uma concentração de MO de 2,38 g para 100 mL de água destilada e 4 minutos para o tempo de sedimentação. Nestas condições a remoção do parâmetro cor, foi de 22,41% quando produzido em meio aquoso. Avaliou-se também o efeito da concentração de soluções salinas de Cloreto de Sódio (NaCl) e Cloreto de Potássio (KCl) no processo de extração do biocoagulante aplicando-se um Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC), visando a melhor condição de extração e consequente melhora na remoção de cor. O maior percentual de remoção de cor da água residuária sintética avaliada foi de 28,41%, obtido pela solução salina KCl 1 mol L-1. A partir das melhores condições obtidas com a otimização e com a solução definida, o biocoagulante de MO salino liofilizado foi preparado. A caracterização dos biocoagulantes de MO aquoso e salino liofilizados foram realizados pelas análises morfológicas via MEV, potencial zeta e quantificação de proteínas solúveis. Observou-se que o processo de coagulação/floculação/sedimentação utilizando o biocoagulante de MO liofilizado nas condições ótimas demonstrou melhor desempenho de vida útil em um período de armazenamento de um ano quando comparado ao biocoagulante de MO fresco com uso imediato, após o primeiro e segundo dia de preparo. Para o estudo comparativo realizado entre o biocoagulante de MO e o coagulante inorgânico sulfato de alumínio quando aplicado em água residuária proveniente de lavanderia industrial têxtil, foram avaliados os efeitos do pH e das diferentes concentrações dos coagulantes, utilizando um DCCR, sendo as variáveis respostas avaliadas simultaneamente pela função desejabilidade. Para o tratamento de coagulação/floculação os melhores resultados obtidos de remoção de cor e turbidez com biocoagulante de MO foram (63,98% e 66,29 em pH 4,02, respectivamente) enquanto que para o sulfato de alumínios os maiores percentuais obtidos foram de 82,09% para a cor e 88,24% para a turbidez em pH 10. Os valores ótimos de pH e MO obtidos com o modelo foram de 3 e 3000 mg L-1 e para o sulfato de alumínio 10 e 2750 mg L-1, nos quais obtiveram-se um percentual de remoção de cor de 67,13% e turbidez 91,98% com o biocoagulante de MO e 81,45% e 92%, respetivamente, para o coagulante inorgânico sulfato de alumínio. Assim é possível concluir que há estabilidade na coagulação ao longo do tempo de vida útil avaliado e quando aplicado em água residuária proveniente de processo industrial de lavanderial têxtil e comparado ao uso do coagulante sulfato de alumínio, os valores alcançados dos percentuais de remoção são satisfatórios proporcionando o uso do biocoagulante de MO liofilizado.
Abstract:	The use of Moringa oleifera (MO) seeds has been the subject of studies to treat water and effluents due to their biocoagulant potential. However, one of the factors that makes the use of seed extract in industrial scale unfeasible is its short shelf-life after processing. In view of the problem, the present study aimed to produce the biocoagulant of MO for pre-treatment by the drying process via lyophilization, and to evaluate its coagulant potential in a longer period of storage. For the study, optimization of the biocoagulant preparation conditions was performed using a Rotational Central Compound Design (RCCD), analyzing the effects of the MO mass and the time of extraction of the coagulant protein in ultrasound. Coagulation / flocculation / sedimentation experiments were carried out using the biocoagulant to remove the color of synthetic wastewater produced with the commercial blue dye 5G. A statistically validated mathematical model was obtained for the variable-response color removal. The optimum conditions obtained for color removal were a concentration of MO from 2.38 g to 100 mL of distilled water and 4 minutes for the sedimentation time. Under these conditions the removal of the color parameter was 22.41% when produced in aqueous medium. It was also evaluated the effect of the concentration of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl) solutions in the process of extraction of the biocoagulant applying a completely randomized design (CRD), aiming at the best extraction condition and consequent improvement in color removal. The highest percentage of color removal of the synthetic waste water evaluated was 28.41%, obtained by saline KCl 1 mol L-1. From the best conditions obtained with the optimization and with the defined solution, the biocoagulant of lyophilized MO was prepared. The characterization of lyophilized aqueous and saline MO biocoagulants were performed by the morphological analysis via SEM, zeta potential and quantification of soluble proteins. It was observed that the coagulation / flocculation / sedimentation process using the lyophilized OM biocoagulant under optimum conditions demonstrated better shelf-life performance in a one-year storage period when compared to the freshly-used fresh OM biocoagulant after the first and second day of preparation. For the comparative study carried out between the biocoagulant of MO and the inorganic aluminum sulphate coagulant when applied in wastewater from industrial textile laundry, the effects of pH and the different concentrations of coagulants were evaluated using a RCCD and the variables responses were evaluated simultaneously by the desirability function. For the treatment of coagulation/flocculation the best results obtained of color removal and turbidity with biocoagulant of MO were (63.98% and 66.29 at pH 4.02, respectively) whereas for aluminum sulphate the highest percentages obtained were 82.09% for color and 88.24% for turbidity at pH 10. The optimum values of pH and MO obtained with the model were 3 and 3000 mg L-1 and for aluminum sulfate 10 and 2750 mg L-1, in which a percentage of color removal of 67.13% and turbidity of 91.98% were obtained with the biocoagulant of MO and 81.45% and 92%, respectively, for the inorganic aluminum sulfate coagulant . Thus, it is possible to conclude that there is stability in the coagulation potential efficiency over the useful life time and when applied in wastewater from the industrial process of textile washer and compared to the use of aluminum sulfate coagulant, the values obtained of the percentages of removal are satisfactory, making it possible to use lyophilized MO biocoagulant. Thus, it is possible to conclude that there is stability in the coagulation over the useful life time and when applied in waste water from the industrial process of textile washer and compared to the use of the aluminum sulfate coagulant, the values obtained of the percentages of removal are satisfactory providing the use of lyophilized MO biocoagulant.
Keywords:	Biocoagulante MO Liofilização Remoção da cor Planejamento experimental Biocoagulant MO Freeze-drying Color removal Experimental planning
CNPq areas:	ENGENHARIAS::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:	SANTOS, Bruna Souza dos. Avaliação do desempenho de vida útil do biocoagulante de moringa liofilizado. 2019. 84 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2019.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
Endereço da licença:	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI:	http://tede.unioeste.br/handle/tede/5118
Issue Date:	8-Apr-2019
Appears in Collections:	Doutorado em Engenharia Química (TOL)

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