Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-28T19:41:20Z
No. of bitstreams: 1
JOELMA MORAIS FERREIRA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 9831105 bytes, checksum: 2ef86ebc8b2b5d26c22e23ceaa696d0d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T19:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1
JOELMA MORAIS FERREIRA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 9831105 bytes, checksum: 2ef86ebc8b2b5d26c22e23ceaa696d0d (MD5)
Previous issue date: 2006-12-22 / CNPq / As atividades industriais têm introduzido metais nas águas numa quantidade
muito maior do que aquela que seria natural, causando grandes poluições. Os
tratamentos convencionais (redução química, troca iônica, ultrafiltração e
osmose inversa), normalmente usados para a remoção de metais dos efluentes
líquidos, apresentam algumas desvantagens, pois além de serem, na maioria,
processos caros, não conseguem remover totalmente os íons metálicos. A
necessidade de tratamentos eficientes e econômicos para remoção de íons
metálicos de efluentes tem resultado no desenvolvimento de novas tecnologias.
Muitas destas descrevem técnicas envolvendo o uso de bactérias, fungos,
microalgas, e macroalgas. A biossorção é o processo no qual sólidos de origem
biológica ou seus derivados são usados na retenção de íons metálicos de um
ambiente aquoso. Comparadas às metodologias convencionais para a remoção
de íons metálicos de efluentes industriais, o processo de biossorção tem como
principais vantagens o baixo custo operacional e alta seletividade. Dentre os
microrganismos mais utilizados destacam-se os fungos, que são utilizados em
uma variedade de processos industriais servindo como fonte constante e
econômica de suprimento de biomassa para remoção de íons metálicos. Sendo
o Brasil, o maior produtor mundial de álcool etílico via processo fermentativo
utilizando-se da Saccharomyces cerevisiae (levedura) como o microrganismo
agente da fermentação, é prática comum nas indústrias de produção de álcool
etílico, no Brasil, a sangria do creme de levedura, que consiste em retirar parte
do creme do processo de centrifugação. Desta forma, a Saccharomyces
cerevisiae é uma fonte excedente do processo de fermentação que pode ser
utilizada, por exemplo, como bioadsorvente de íons metálicos em processos de
descontaminação ambiental. Experimentos de biossorção de íons metálicos
utilizando a Saccharomyces cerevisiae para remoção do Cd2+ e Pb2+ foram
realizados para investigar os fatores que influenciam e otimizam o processo de
biossorção. Através do estudo da cinética estático verificou-se que o tempo 48h
já é suficiente para o processo alcançar o equilíbrio. Para a cinética dinâmica a
partir de 90 min não ocorreu mais alteração no valor da concentração final dos
dois íons metálicos, portanto, sendo este tempo suficiente para o sistema
alcançar o equilíbrio num sistema operando em condições dinâmicas. A técnica
de planejamento experimental foi utilizada para avaliar os efeitos das variáveis
quantidade de biomassa, concentração dos íons metálicos, temperatura, pH e
estado da biomassa (viva ou morta), que influenciam no processo Os efeitos da
quantidade de biomassa e concentração inicial dos íons metálicos estudados
foram as variáveis que apresentaram mais efeitos significativos quando
comparado com o efeito do pH, estado da biomassa (viva ou morta) e
temperatura nas condições avaliadas. O modelo que melhor ajustou o processo
foi o de Langmuir com valores de qmax de 210,5 mg.g-1 para o cádmio e 1486,88
mg.g-1 para o chumbo. A levedura imobilizada apresentou uma certa queda na
sua eficiência de remoção observando-se redução média na eficiência de q de
78,5% para o Cd2+ e de 73,92% para o Pb2+. / The industrial activities have introduced metals in waters in quantities which are
greater than those found naturally, thereby causing heavy pollutions. The
conventional treatments (chemical reduction, ionic exchange, ultrafiltration and
inverse osmosis), normally used for the metal removal of the liquid effluents,
present some disadvantages, because majority of them apart from being
expensive processes are not capable to remove metal ions compleatly. The
necessity of efficient and economic treatments for removal of metallic ions from
effluents has resulted in the development of new technologies. Many of these
techniques are based on the use of bacteria, fungi, microseaweed, and
macroseaweed. The biosorption is a process in which solids of natural origin or
its derivatives are used in the retention of metallic ions from an aqueous
medium. The biosorption process has as main advantages the low operational
cost and high selectivity when compared to the conventional methods for the
removal of metallic ions from industrial effluents. Amongst the used
microorganisms fungi are more distinguished, as these are used in a variety of
industrial processes and serves as constant and economic source of
supplement of biomass for removal of metallic ions. Brazil being a world-wide
big producer of ethyl alcohol by a fermentative process that uses the
Saccharomyces cerevisiae (ferment) as the microorganism, it is a common
practice in the industries of alcohol to remove the excess of the ferment cream
by centrifuging. This way, the excessive Saccharomyces cerevisiae of the
fermentation process is a source that can be used, for example, as biosorbent
of metallic íons for the decontamination of environment. Experiments of
biosorption of metallic íons using the Saccharomyces cerevisiae for removal of
the Cd2+ and Pb2+ had been carried out to investigate the factors that
influence and optimize the biosorption process. Through the study of the static
kinetics it was verified that a period of 48 hours is enough for the process to
reach the equilibrium. For the dynamic kinetics after 90 min no more change in
the final concentration of the two metallic ions occurred. Therefore, this time is
enough for the system to reach the equilibrium when the process is operating in
dynamic conditions. The design of experiment technique was used to evaluate
the effect of the variables: biomass amount, metallic ions concentrations,
temperature, pH and state of the biomass (alive or dead). The effects of the
amount of biomass amount and initial metallic ion concentration were the
variables that presented more significant effects when compared with the effect
of pH and state of the biomass (alive or dead) under the evaluated conditions.
The Langmuir and Freundlich models were used to adjust to the experimental
data of the adsorption isotherms of metal ions studied. The model that adjusted
better the adsorption isotherms was of Langmuir having qmax values as 210.5
mg.g-1 for cadmium and 1486.88 mg.g-1 (Langmuir not linearized) for the lead.
The immobilized ferment presented a decrease in its efficiency of metal ion
removal. In the study for the immobilized ferment an average efficiency of the
adsorbed amount per unit of mass of 78.5% for the Cd2+ and 73.92% for the
Pb2+ was observed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/1848 |
| Date | 28 September 2018 |
| Creators | FERREIRA, Joelma Morais. |
| Contributors | SILVA, Flávio Luiz Honorato da., ALSINA, Odelsia Leonor Sanchez. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS, UFCG, Brasil, Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0033 seconds