Degradação fotocaralítica de azul de metileno contido em resíduos de análises tecnológicas do caldo de cana

Abstract

Entre as principais análises laboratoriais realizadas na indústria sucroalcooleira estão as de Açúcares Redutores (AR) e Açúcares Redutores Totais (ART), que tem a finalidade de medir a quantidade de açúcares presente no substrato de interesse. O método de Lane – Enyon baseia-se no fato de que o licor de Fehling (cobre em solução tartárica) aquecido e titulado com a solução contendo açúcares redutores têm o poder de reduzir o cobre (II), formando um precipitado vermelho tijolo (óxido de cobre (I)). A solução de azul de metileno (AM) é usada durante a análise para auxiliar na visualização do final da reação. O AM é um composto orgânico, de fórmula C16H18ClN3S, pertencente ao grupo das tiazinas, com massa molar de 373,9 g/mol. Possui várias utilizações, dentre as principais o uso como indicar redox em análises, corante bacteriológico e até mesmo algumas utilizações na medicina, mas seu excesso pode causar danos severos ao organismo. Atualmente, várias pesquisas estão sendo desenvolvidas para o possível tratamento desta solução, se apresentando como uma das mais promissoras a fotocatálise heterogênea, pelo fato de que este processo converte o poluente orgânico em compostos não nocivos, como CO2 e água, e não apenas mudando seu estado físico como acontece no processo de adsorção, por exemplo. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar a degradação do AM contido no resíduo de interesse através da fotocatálise. O resíduo obtido das titulações de AR e ART apresentaram elevada turbidez, que poderia interferir diretamente no resultado do experimento, pois altera a penetração da luz na solução aquosa. Sendo assim, procedeu-se a filtragem das amostras com membrana de sílica macroporosa à vácuo. O permeado obtido foi submetido a dois processos de degradação diferentes: No primeiro utilizou-se radiação UV proveniente de uma lâmpada germicida (254nm) e no segundo foi utilizada luz solar. Os dois processos utilizaram TiO2 como catalisador, sendo este melhorado com a adição de mais dois óxidos: SnO2 e Ag2O. Os resultados obtidos foram analisados por espectroscopia UV/VIS. Não houve resultados apreciáveis de degradação para o processo conduzido sob radiação artificial, devido à presença de grande quantidade de interferentes provenientes do próprio caldo utilizado como titulante, o qual absorve fortemente na região de emissão da lâmpada adotada. Melhores resultados de degradação foram obtidos para o experimento conduzido com luz solar. A partir dos resultados obtidos foi verificada a viabilidade deste processo no tratamento do resíduo contendo AM, mas pesquisas relacionadas a otimização de catalisador que funcione melhor a partir da luz solar, a quantidade do catalisador, pH do meio, configuração do reator e outras variáveis do processo, se fazem necessárias.

One of the main analysis performed in the industry during the production of sugar and alcohol, are the Reducing Sugars (RS) and Total Reducing Sugar (TRS), which measure the amount of sugars present in the substrate of interest. The method of Lane-Enyon, the Fehling’s solution (copper in tartrate solution) is heated and titrated with natural sugarcane juice. Reducing sugars have the power to reduce the copper, forming a brick red precipitate (copper oxide (I)). The solution of methylene blue is used during analysis to assist in viewing the end of the reaction. Methylene blue is an organic compound, with C16H18ClN3S formula, of the thiazines group, with a molecular mass of 373.9 g/mol. It has several uses, and the main important use are how redox indicator in analysis and bacteriological dye. It also has some uses in medicine, but in excess can cause severe damage to the body. Therefore this compound can not be discarded in the environmet without treatment. Currently, several studies are being developed for the possible treatment of this solution, and one of the most promising is the heterogeneous photocatalysis, because the fact that this process converts the organic pollutants into harmless compounds, as CO2 and water, and not just changing your physical state as in the adsorption process, for example. Therefore, the objective was to study the degradation of PM contained in the residue of interest by photocatalysis. The residue obtained from titrations of RS and TRS have high turbidity, that could affect directly the results of the experiment, because it block the light penetration in the aqueous solution. Therefore, we proceeded the samples’ filtration with vaccum using a macroporous silica membrane. The permeate was subjected to two different degradation processes: At first we used UV radiation from a germicidal lamp (254nm); In second was used sunlight. The two processes using TiO2 as catalyst, that was improved with the addition of two more oxides: SnO2 and Ag2O. The results were analyzed by UV/VIS spectroscopy. There was no appreciable degradation results for the process conducted under artificial radiation, because to the large interference of the others substances presents in the titrant that absorbs radiation in the same wave issued for the adopted lamp. Best results were obtained for the degradation experiment with sunlight. From these results it was verified the feasibility of this process in the treatment of waste containing MB, but research for the optimization of the catalyst that works better with sunlight, the amount of catalyst, pH, configuration of the reactor and other process variables, are necessary.