Órgão Oficial da Associação Brasileira de Químicos e ... · e McKay (2009) que realizaram um estudo onde adsor - veram este corante com carvão ativado convencional, bambu, osso

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chapéu

XLI Outubro 2017 Nº128ISSN 0102-8235

Órgão Oficial da Associação Brasileirade Químicos e Coloristas Têxteis

www.abqct.com.brCorporate Member Membro Titular

QUÍMICA TÊXTIL

2 www.abqct.com.brQUÍMICA TÊXTIL

sumário

XLI Outubro 2017 Nº128ISSN 0102-8235

18

06 36

46efluentesTRATAMENTO DE EFLUENTE TÊXTIL POR

PROCESSO FENTON-LIKE USANDO FERRO

ZERO VALENTE

processosINFLUÊNCIA DA ATIVAÇÃO QUÍMICA

COM NAOH E CH3COOH EM CARVÃO

ATIVADO DE CASCA DE COCO NA

ADSORÇÃO DO CORANTE REATIVO

REMAZOL PRETO 5

alvejamentoAVALIAÇÃO DAS CONDIÇõES DE

HIDROFILIDADE, CAPILARIDADE E

PRESENÇA DE DUREZA (ÍONS DE CA

E Mg) EM SUbSTRATO DE ALgODÃO

ALVEjADO COM OZôNIO

tingimentoPROCESSO DE TINgIMENTO COM

CORANTES REATIVOS UTILIZANDO ÁgUA

INDUSTRIAL RECUPERADA

Diretoria NacionalPresidente: Jefferson Zomignan

Vice Presidente: Edinilson Rossini1º Secretário: João Vergílio Dias

2º Secretário: Flavio Nicael dos Santos1º Tesoureiro: Agostinho de Souza Pacheco

2º Tesoureiro: Gilberto Luiz Lopes PereiraDiretor Técnico: Cassiano Ricardo Minatti

Núcleo AmericanaCoordenador: Durval B. F. Costa

Vice-coordenador: João José GloboSecretário: Izaias Ezipati

Tesoureiro: Eduardo JungerSuplente: José Antonio M. Lima

Suplente: Irani Monteiro

Núcleo NordesteCoordenador: Clélia Elioni Ferreira de CarvalhoVice-coordenador: Silvagner Adolpho Veríssimo

Tesoureiro: Francisco Paiva CostaSecretário: Milton Glavina

Suplente: Manuel Augusto Vieira

Núcleo Santa CatarinaCoordenador Geral: João Vergilio Dias

Vice-coordenador: Walter Alvaro da Silva JuniorSecretário: Vitor Alexandre dos Santos

Tesoureiro: Sérgio da Costa VieiraSuplente: André Luiz Klein da SilvaSuplente: Luiz Alexandre Schneider

Corpo RevisorEsta edição da Revista Química Têxtil contou com uma equipe técnica

para revisar os artigos aqui publicados.A equipe é formada pelos seguintes profissionais

Camilla Borelli, Fernando Gasi, Núbia Natália de Brito e Taís Larissa Silva

Os autores devem enviar seus artigos para publicaçãocom pelo menos 3 meses de antecedência.

ExpedienteQuímica Têxtil é uma publicação da Associação Brasileira de

Químicos e Coloristas Têxteis. Os artigos publicados aqui são de inteiraresponsabilidade dos seus autores. ISSN 0102-8235

Periodicidade: trimestral (janeiro/ abril/ julho/ outubro)Distribuição: mala direta para os associados da ABQCT: indústrias têxteis,

tinturarias e entidades filiadas à FLAQT e AATCC.Circulação: São Paulo, Santa Catarina, Rio de Janeiro e Minas Gerais.

Impressão: Gráfica Referência

Administração e Departamento ComercialPraça Flor de Linho, 44, Alphaville, 06453-000, Barueri, SP11- 4195 4931 / Fax 11- 4191 9774 / [email protected]

O mundo dos negócios é construído por mentes, e não paredes e máquinas como a nossa visão tende a nos enganar. E estas pessoas podem, dependendo do ponto de vista, corrigir o rumo da vida empresarial, como vimos acontecer muitas e muitas vezes, algumas delas para o crescimento e de-senvolvimento, porém outras para a destruição de tudo o que foi conquistado e construído durante gerações desde os fundadores.

Passamos por estágios importantes de crescimento, gerido por mentes brilhantes e visionárias, com a revolução industrial, no século XVIII, com o advento da mecanização de atividades fabris, im-pulsionado por energia a vapor (1.0); passando no século XIX, a produção em massa e uso da energia elétrica (2.0); seguida pela introdução de PLC, controlador lógico programável (3.0), no século XX, e chegamos a então a chamada indústria 4.0, ainda no século XX, que se baseia em sistemas cibernéti-cos CPS para a produção, ou seja, tudo automatizado.

Como você e sua empresa estão se programando para isto? A realidade é inevitável.A ABQCT está empenhada em trazer trabalhos científicos e de vivência prática, sobre este tema e

aqui, convidamos a que publiquem material que ajude a nossa indústria a ficar sincronizada e atuali-zada com o tema, a fim de nos tornarmos muito competitivos neste novo panorama mundial.

E se tem boa noticia para a nossa produção, desde que se atente ao momento. Apenas para citar um exemplo, com a liberação da China para que os casais tenham mais de um filho, a produção ten-derá a voltar-se mais para o ambiente interno, abrindo uma grande lacuna de possibilidades. Mas para isso, a competitividade é o fator determinante, e a redução de custo e uso de robótica será fundamen-tal em muitas fases do processo, assim como já ocorre no setor de confecção, para citar um exemplo.

O mercado está aí, disponível para os que assim percebem o seu momento.Falando mais da ABQCT, coisas importantes foram conquistadas, como retomada do ciclo de pales-

tras, o desenvolvimento (em curso) do planejamento estratégico, com visão até 2030 e agora por último, trazer para o Brasil, no ano de 2021, o congresso internacional da FLAQT. Em 2018, o congresso será rea-lizado na Colômbia.

Por fim, queremos agradecer a todos os que enviaram seus artigos e somos tomados de muito orgulho por publicar o primeiro TCC de nossa revista. Professores, selecionem os melhores trabalhos e incentivem a seus orientados a publicar, todos crescemos.

Associe-se a nossa ABQCT, faça parte desta história você também.

Jefferson ZomignanPresidente

O FuturO é agOra! VOcê está sincrOnizadO cOm a industria 4.0?

eDitorial


QuÍmica têXtiL

AuToRES: RENAN FELINTo DoS SANToS¹; VICToR HuGo MoNDINI CoRREA¹; CINTIA MARANGoNI² CATIA RoSANA LANGE DE AGuIAR²¹ Estudante; Universidade Federal de Santa Catarina; Engenharia Têxtil; Blumenau - SC;² Professor; Universidade Federal de Santa Catarina; Engenharia Têxtil; Blumenau - SC.

INFLUÊNCIA DA ATIVAÇÃO QUÍMICACOM NaOH E CH3COOH EM CARVÃO ATIVADO DE CASCA DE COCO NA ADSORÇÃO DO CORANTE REATIVO REMAZOL PRETO 5

resumOO efluente têxtil é caracterizado pela presença de

uma importante variedade de elementos, estes advin-dos dos mais diversos processos de produção, os quais empregam recursos hídricos. Dentre estes elementos, os corantes implicam em um forte causador de impac-tos ambientais significativos quando não eliminados corretamente. Ao longo dos últimos anos, muitos são os estudos realizados com o objetivo de eliminar estes corantes dos efluentes, tais como oxidação, sedimen-tação, bem como processos de adsorção. Diferentes materiais podem ser empregados como adsorventes e, neste estudo foram utilizados o carvão ativado co-

mercial de casca de coco e este mesmo adsorvente ativado quimicamente em NaOH e em CH3COOH, para a remoção do corante reativo remazol preto 5 de uma solução aquosa. Os testes foram realizados em um pe-ríodo de 6 horas, a temperatura ambiente, empregan-do três diferentes valores iniciais de pH (5, 7 e 9). Os resultados mostraram que o carvão ativado comercial empregado no estudo promove elevada eficiência de remoção do corante preto reativo 5, de solução sintéti-ca, sem necessidade de modificações químicas, o que contribui com a preservação ambiental.

Palavras-chave: Adsorção. Indústria Têxtil. Co-rante Reativo. Carvão Ativado.


processos

1. intrOduçãOA indústria têxtil é caracterizada pelo grande uso

de corantes nos processos de beneficiamento dos di-versos substratos. Estes corantes possuem diferentes classes e estruturas, de acordo com a fibra que irá tingir, bem como maior ou menor dificuldade de remoção nas estações de tratamento de efluentes convencionais.

A interação entre corante e fibra se dá por afini-dade química, como pontes de hidrogênio, ligações covalentes e iônicas, o que influencia no resultado da eficiência de fixação. Assim, um problema importante envolvendo corantes consiste na dificuldade da remo-ção das moléculas que não se fixam nas fibras ao final do processo de tingimento, e por consequência são encaminhados às estações de tratamento de efluentes. Se tais águas residuais não são tratadas adequadamen-te, acarretaram problemas ambientais graves devido a sua baixa biodegradabilidade, ocasionando, entre ou-tros impactos, a diminuição na atividade fotossintética em ambientes aquáticos (HOLANDA et al., 2015).

Os corantes reativos são largamente empregados devido a sua vasta disponibilidade de cores, além de tons brilhantes proporcionados com a sua aplicação. Estes corantes possuem boa estabilidade química, alta solidez e eficiência nos tingimentos de fibras celulósi-cas. Porém, quando aplicados nos tingimentos de cores intensas, os corantes reativos apresentam uma elevada concentração de corante residual, na sua forma hidroli-sada, sendo uma das causas de elevadas concentrações de cor nos efluentes têxteis. Ainda, a presença em uma corrente residual de elevada quantidade de corantes reativos (classe mais utilizada) contendo na sua estrutu-ra química pelo menos uma ligação azoica (- N = N -) é indesejada pois tais corantes são tóxicos, carcinogênicos e podem causar mutações genéticas e danos cromossô-micos (NEMATOLLAHZADEH, SHOJAEI e KARIMI, 2015).

Segundo Cunico et al., (2009), cerca de 20% dos corantes são perdidos durante o processo de beneficiamento. Porém, este número pode ser ainda maior com o emprego de corantes reativos, chegando a cerca de 50%, por conta de determinadas caracterís-ticas especificas desta classe (JESUS, 2011).

Considerando estas perdas de corante e que estes estão presentes nos resíduos líquidos dos processos de beneficiamento, o tratamento de efluentes é necessá-rio para que o recurso hídrico, largamente utilizado no setor têxtil, possa ser restituído ao meio ambiente em

condições mínimas de qualidade. Apesar de bem esta-belecido devido às processos convencionais aplicados, alguns métodos de remoção de corantes têxteis em tratamento de efluentes vêm sendo pesquisados para avaliar qual apresenta melhor resultado de eficiência, tanto de remoção quanto de custo. Neste sentido, a adsorção é um processo que vem sendo estudado nos últimos anos e vem sendo demonstrada sua eficiência e viabilidade econômica (COSTA et al., 2009; LIN e HSI, 1995; HALL et al., 1996; CUNICO et al., 2009).

Dentre os estudos já realizados para a remoção de corantes reativos de efluentes têxteis, observa-se que o processo de adsorção com carvão ativado é o mais lar-gamente empregado. Especificamente, com o corante reativo preto 5 pode-se citar o trabalho de. Ip, Barford e McKay (2009) que realizaram um estudo onde adsor-veram este corante com carvão ativado convencional, bambu, osso e turfa e concluíram que a adsorção com carvão ativado de bambu apresentou eficiência 100% superior aos demais adsorventes estudados. Outro exemplo é o trabalho onde o corante preto reativo 5 foi adsorvido com um composto biopolimérico natural, a partir de celulose funcionalizada com partículas de quitosana e TiO2 (EL-ZAwAHRy, et al., 2016). Mook et al. (2016) removeram o corante reativo preto 5 através de um tratamento eletroquímico com um eletrodo de ma-lha de ferro de dupla camada e finalmente Moura et al. (2016), verificaram que a quitosana em pó e a quitosana em filme também são atraentes alternativas de remo-ção do corante preto reativo 5 de soluções aquosas.

O uso de carvões ativados em processos de re-moção de corantes é de grande importância, inclusive quando se leva em consideração que muitos destes carvões são obtidos de fontes naturais ou mesmo resí-duos de outros processos de fabricação. Materiais que possuem alto teor de carbono podem ser convertidos em carvão ativado e, por conseguinte, utilizados como adsorventes, de acordo com Park e Kim, (1999 apud Costa, Furmanski e Dominguini, 2015).

O carvão ativado é um dos adsorventes mais am-plamente usados com várias aplicações. É usado em processos de separação e purificação de correntes líquidas e gasosas, em aplicações biomédicas, na eliminação de poluentes industriais como, corantes, metais pesados, compostos orgânicos e inorgânicos, herbicidas, entre outros (CID et al., 2016). De acordo com Zhang et al., (2012), o carvão ativado é comumen-

QUÍMICA TÊXTIL


te utilizado e muito efetivo na remoção de corantes. Quando o carvão ativado não possui suficiente capa-cidade de remoção de corante em seu estado original, modificações superficiais com o emprego de diferen-tes elementos químicos podem ser utilizados.

No processo de modificação de carvões ativados, os métodos usualmente utilizados são as ativações quí-mica ou física. A ativação química, objeto de diversos es-tudos, apresenta algumas vantagens, como por exemplo, uso de menor temperatura de pirólise, maior rendimento e obtenção de material com maior área superficial es-pecífica. No processo de ativação química são utilizados reagentes ativantes com propriedades ácidas, tais como ZnCl2, H3PO4, HCl, CH3COOH e H2SO4 além de reagentes básicos como KOH e NaOH (PEREIRA et al. 2008).

Para compreender como os processos de remo-ção de corante através de processos de adsorção ocor-rem, a cinética de adsorção é utilizada para se obter a velocidade com que este fenômeno acontece. Por meio dela, é possível compreender a influência do tempo de contato sobre a quantidade de moléculas adsorvidas na superfície do adsorvente. Os estudos de cinética são fundamentais para determinar as condições ideais para se alcançar a eficiência no sistema, podendo ser influen-ciado diretamente pelas características físico-químicas do adsorbato (natureza do adsorbato, peso molecular, solubilidade e etc.), do adsorvente (natureza, estrutura de poros) bem como da solução (pH, temperatura e concentração) (SCHIMMEL, 2008 apud DINIZ, 2014).

De acordo com os estudos já realizados, pode-se afirmar que a avaliação da remoção de corantes reati-vos empregando adsorventes comerciais e modifica-dos quimicamente é justificada, principalmente quan-do leva-se em consideração a proposta de redução de

impactos ambientais que estes estudos promovem. Partindo desta premissa, o presente estudo tem como objetivo avaliar a eficiência de remoção de um corante presente em um efluente têxtil, através de um proces-so de adsorção com o emprego de um carvão ativado e após ter sua superfície modificada quimicamente com um ácido fraco e com uma base.

2. materiaL e métOdOs2.1. Materiais

Para os ensaios de adsorção foram empregados três formas diferentes de um carvão ativado: carvão co-mercial de casca de coco, fornecido pela Indústria Quí-mica Carbomafra S.A., granulometria 0,55 – 0,70 mm e este mesmo carvão, ativado em solução de NaOH e em solução de CH3COOH, ambos a 10%. O corante empre-gado para o processo de remoção foi o corante reativo Preto Remazol 5, proveniente da empresa DyStar, com estrutura química conforme Figura 1.

2.2. Modificação do adsorvente

Para a modificação química do carvão ativado de casca de coco utilizou-se solução a 10% de ácido acético e 10% de hidróxido de sódio. Em ambos os casos utili-zou-se 30 gramas de carvão e este foi embebido em 60 mL da solução de ácido acético. Esta solução foi mantida em agitação, em shaker, a temperatura ambiente, duran-te 2 horas. Após este tempo, a solução foi filtrada, lavada com 60 mL de água destilada e seca em estufa a 105ºC.

2.3. Ensaios de adsorçãoPara a realização dos ensaios de adsorção foram

empregados frascos de erlenmeyer de 125 mL utili-zando como volume útil 100 mL de solução sintética

processos

Figura 1. Estrutura do corante reativo preto 5

NaO3S

NaO3S SO3Na

OSO3Na

O O

O O

S S

NN N

N

NH2OH


QUÍMICA TÊXTIL


contendo corante reativo Preto Remazol 5. A solução inicial de corante foi preparada a partir de uma solu-ção mãe de corante com concentração de 100 mg/L. Em todos os testes foi utilizada a concentração inicial 5 g/L de cada um dos adsorventes. Os ensaios foram executados em triplicata com três diferentes valores de pH (5, 7 e 9), com o objetivo de identificar a influência do pH no processo de adsorção e determinar a melhor condição desta variável para a realização do processo. Os frascos foram deixados sob agitação durante um período de 6 horas, sendo retiradas amostras no tem-po inicial, 60, 120, 240 e 360 minutos, para a avaliação da eficiência e da cinética de adsorção.

2.4. Determinação da eficiência de remoção do corante

Para que esta eficiência pudesse ser calculada e o modelo cinético definido, a concentração de corante em solução foi obtida através da medida de absorbân-cia, em espectrofotômetro da marca Micronal, modelo AJX – 1900, utilizando o comprimento de onda de 598 nm para a avaliação do corante preto reativo 5.

Para os cálculos de eficiência de remoção de co-rante da solução após os processos de adsorção foi empregada a equação 1. R%=[(Co-Cf)/Co] 100 (1)

onde: Co = Concentração inicial de corante na solução (mg/L)Cf = Concentração final de corante na solução (mg/L)

2.5. Determinação do modelo cinético de adsorção

Após definido os adsorventes que melhor promo-vem a remoção do corante da solução aquosa, foram

traçados os modelos cinéticos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem de acordo com as 2 e 3 res-pectivamente e a equação 4 para a determinação de qt. Nas equações, o valor de qt é a quantidade de corante adsorvida no adsorvente em cada um dos tempos considerados enquanto que o valor de qe é a quantidade de corante adsorvida no tempo em que o sistema entra em equilíbrio, que foi determinado em experimentos anteriores que este tempo é de 6 horas. log10(qe - qt) = log10 qe - k1t/2.303 (2)

tqt

tqe

1k2 qq

2= + (3)

qt = [(Co-Ct)V ]/m (4)

onde: qe = Concentração de corante no adsorvente no equilíbrio (mg/g)qt = Concentração de corante no adsorvente no tempo t (mg/g)t = tempo (min)k1 = constante de pseudo-primeira ordemk2 = constante de pseudo-segunda ordemCo = Concentração inicial de corante na solução (mg/L)Ct = Concentração de corante no tempo t na so-lução (mg/L)m = massa de adsorvente (g)

O valor de k1 é determinado a partir da inclinação do gráfico log (qe – qt) versus t.

2.6. Caracterização dos adsorventes modificados quimicamente

Para melhor compreensão dos resultados, foi efe-tuada microscopia eletrônica de varredura (MEV) das amostras dos adsorventes, tanto o comercial quanto dos adsorventes modificados quimicamente.


3. resuLtadOs e discussãO3.1. Resultados da adsorção com os diferentes adsorventes

Os resultados de concentração de corante inicial e final obtidos na comparação entre diferentes valores de pH empregados nos ensaios de adsorção com dife-rentes carvões são apresentados na Tabela 1.

De acordo com os resultados de concentração ini-cial e final, foi considerado o tempo de 6 horas para calcular a eficiência de remoção do corante da solução, com o auxílio da equação 1, e os resultados são apre-sentados na Figura 2.

Uma análise global indica o pH 9 é mais favorável para a adsorção do corante em estudo. Observando os resultados obtidos individualmente para o carvão em sua forma comercial (sem ativação) percebe-se que a melhor eficiência de remoção do corante preto reativo 5 ocorre em pH 9 (96,06 %), seguido de pH 5 com efi-ciência de 94,76 %.

Quando se avalia o carvão ativado de casca de coco modificado com solução de 10% de NaOH, os valores de eficiência são inferiores ao carvão comer-cial. Em pH 5 observou-se que houve uma redução na

processos

Tabela 1. Dados de concentração (mg/L) lidos para cada processo de adsorção nos tempos inicial e final(após 6 horas).

Adsorvente

pH 5 pH 7 pH 9

Concentração(mg/L)



Casca de coco comercial

Inicial 4,27 +/- 0,11 4,30 +/- 0,04 4,36 +/- 0,09

Final 0,22 +/- 0,20 0,31 +/- 0,15 0,17 +/- 0,10

Ativação com NaOH

Inicial 7,08 +/- 0,17 7,61 +/- 0,15 7,41 +/- 0,04

Final 2,93 +/- 0,35 1,13 +/- 0,09 1,14 +/- 0,04

Ativação com CH3COOH

Inicial 6,5 +/- 0,07 4,83 +/- 0,45 3,51 +/- 0,76

Final 1,20 +/- 0,49 0,72 +/- 0,17 0,39 +/- 0,58

Figura 2. Eficiência de remoção do corante preto reativo 5 quando comparada as diferentes ativações com o carvão comercial em diferentes valores de pH.

100,0090,0080,0070,0060,0050,0040,0030,0020,0010,00

0,00

Efici

ênci

a de

rem

oção

de

cora

nte

(%)

pH 5 pH 7 pH 9

Casca de coco 94,76 92,67 96,06

Ativação de NaOH 58,62 85,07 84,50

Ativação de CH3COOH 81,53 85,13 88,78

QUÍMICA TÊXTIL


das, o melhor valor de remoção de corante foi obtido para o carvão ativado comercial, resultando em um va-lor de 96,06% de remoção de corante, em pH 9, e o car-vão modificado com ácido acético também apresen-tou melhor eficiência de remoção de corante em pH 9, embora com eficiência inferior, ou seja, de 88,78%.

3.2. Cinética de adsorçãoPara o estudo da cinética, os valores de qt (mg/g)

obtidos para os processos de adsorção em pH 9, para os adsorventes comercial e modificado com ácido acé-tico, ou seja, aqueles que apresentaram os melhores resultados de eficiência de adsorção, foram calculados a partir da equação 4 e são apresentados na tabela 2.

Considerando esta melhor condição para remo-ção do corante, a cinética de adsorção é apresentada na Figura 3 por meio dos dados linearizados para o car-vão ativado comercial e o carvão ativado modificado em meio ácido.

A comparação entre os modelos cinéticos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem permite constatar que a cinética de pseudo-primeira ordem é mais adequada aos processos envolvendo o corante preto, com casca de coco comercial, o que indica que a adsorção com este adsorvente ocorre pela ocupação de um sítio ativo do adsorvente. Esta definição foi rea-lizada a partir dos valores das correlações obtidas nos ajustes realizados.

processos

eficiência de adsorção de 94,76% para 58,62 % quan-do o adsorvente foi quimicamente modificado com NaOH, mostrando que o elemento alcalino interfere negativamente nos processos de adsorção do corante em estudo em pH ácido, enquanto que nos pH 7 e 9 o resultado foi um pouco mais próximo ao adsorvente comercial, porém inferior. Este resultado indicou que a modificação alcalina não é eficiente para a adsorção do corante em estudo. Neste caso pode ter ocorrido a reação de hidrolização de uma parcela do corante, promovido pelo residual de álcali presente no adsor-vente, e principalmente m pH 5, devido ao meio ácido do processo de adsorção, este não permitiu que este corante hidrolisado fosse removido pelo adsorvente.

Finalmente, quando são analisados os resulta-dos obtidos com o carvão ativado de casca de coco modificado com CH3COOH percebe-se que há um in-cremento na eficiência de adsorção no pH 5, de 58,62 para 81,53 (comparado ao adsorvente modificado com NaOH), porém quando comparado ao adsorven-te comercial, esta eficiência é 13,23 pontos percentuais inferior. Em pH 7,0 e 9 esta eficiência é maior porém ainda inferior ao adsorvente comercial, indicando que a modificação química não foi favorável para adsorção do corante preto reativo 5. Para melhor explicar o fenô-meno, devem-se observar as imagens de MEV obtidas para os adsorventes modificados quimicamente.

Ressalta-se que dentre todas as condições estuda-

Tabela 2. Dados de qt dos processos de adsorção com adsorvente comercial e modificado com ácido acético, em pH 9.

t (horas)Comercial Ácido acético

qt (mg/g) qt (mg/g)

0 0 0

1 0,034 0,059

2 0,069 0,107

4 0,116 0,171

6 0,139 0,211


QUÍMICA TÊXTIL


O coeficiente da cinética de pseudo-segunda or-dem aproxima-se do coeficiente da cinética de pseu-do-primeira ordem, porém com pequena elevação na cinética de pseudo-segunda ordem, quando o corante é adsorvido com carvão de casca de coco modificado com CH3COOH, indicando que neste caso o controle do mecanismo de velocidade pode ser a adsorção química.

3.3. Caracterização dos adsorventes modificados

Para que os resultados pudessem ser melhor inter-pretados, foi realizada a microscopia eletrônica de var-redura (MEC) dos adsorventes modificados. A Figura 5 apresenta a superfície dos carvões modificados com NaOH e CH3COOH, respectivamente.

processos

De acordo com as imagens, é possível observar que ambos os adsorventes apresentaram contaminações que podem ter contribuído com a eficiência inferior apresen-tada pelos mesmos. Conclui-se que a lavação posterior à modificação química deve ser mais intensa para remo-ção do ácido e da base, que ficaram impregnados no adsorvente. A qualidade da água destilada aplicada no processo de lavação também deve ser questionada, pois como ambas as imagens mostram contaminações com características muito próximas, é possível que estas pos-sam também ser advindas de fontes externas, neste caso a própria água utilizada para a preparação das soluções, bem como para a lavação posterior.

Quando se observa o adsorvente comercial, per-cebem-se algumas impurezas sobre a sua superfície,

Figura 4. Cinética de pseudo-segunda ordem para a remoção do corante preto reativo 5 em pH 9.

Figura 3. Cinética de pseudo-primeira ordem para a remoção do corante preto reativo 5 em pH 9.

0

-0,2

-0,4

-0,6

-0,8

-1

-1,2

-1,4

-1,6

-1,8

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

00 1 2 3 4 5 6 7

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

y = 2,9254x + 24,255R2= 0,9428

y = -0,1982x - 0,8112R2= 0,9818

y = -0,1822x - 0,6512R2= 0,9932

y = 2,3603x + 14,092R2= 0,9982

Comercial

Ácido acético

Comercial

Ácido acético

log(

qe -

qt)

t (h)

t (h)

t/qt

o


QUÍMICA TÊXTIL


processos

Comercial – x300

CH3COOH – x500 NaOH – x500

Figura 5. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) do adsorvente comercial (a) e dos adsorventes modificados CH3COOH (b) e NaOH (c).

porém os poros estão totalmente livres, explicando os melhores resultados de remoção de corante. Es-sas imagens também trazem a conclusão de que o adsorvente carvão ativado de casca de coco comer-cial é eficiente na remoção do corante preto reativo 5, sem que nenhuma modificação química seja rea-lizada. Considerando que as modificações químicas geram resíduos que podem vir a contaminar o meio ambiente se não foram bem tratados e destinados, o resultado é excelente, pois mostra que no mercado há adsorventes com excelente um excelente poder de remoção de corante.

4. cOncLusõesNeste estudo foi demonstrado, por meio da com-

paração dos processos de adsorção do corante preto reativo 5 com carvão ativado comercial e este mes-mo modificado quimicamente com CH3COOH e com NaOH que o comportamento adsortivo é diferente frente aos variados adsorventes. Neste caso específico,

observou-se que o corante em estudo apresentou me-lhor eficiência de adsorção com o adsorvente em seu estado original, ou seja, na sua forma comercial.

Os resultados obtidos demonstram que se modifi-cações químicas forem realizadas sobre carvões ativa-dos, muitos parâmetros de controle devem ser levados em consideração. Neste caso específico, a água empre-gada para o preparo das soluções e para a lavação dos adsorventes pode ter interferido nos resultados finais do estudo. Também a qualidade da lavação dos adsor-ventes deve ser revista em trabalhos futuros.

Porém, o valor máximo de 96,06% de eficiência de remoção do corante com o adsorvente comercial é exce-lente e mostra que indústrias que aplicam corantes desta natureza em seus processos de beneficiamento podem vir a buscar soluções para remoção de corante de seus efluentes com o emprego de adsorventes desta natureza.

5. agradecimentO(s) Os autores agradecem ao CNPq pela bolsa PIBIC.



¹Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, Pr.2Graduação em Engenharia Química, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, Pr.*[email protected]

QuÍmica têXtiL

TRATAMENTO DE EFLUENTE TÊXTIL POR PROCESSO FENTON-LIKE USANDO FERRO ZERO VALENTE

AuToRES: THYARA CAMPoS MARTINS¹, SoRAYA MoRENo PALÁCIo¹*, MÁRCIA TERESINHA VEIT¹, MÁRCIA REGINA FAGuNDES-KLEN¹, ALCIoNE APARECIDA ALMEIDA¹, HENAN JoSÉ MICHELIM², RENATA CoRREA VICENTINo²

resumOO objetivo deste trabalho foi avaliar o desempe-

nho do processo Fenton-like (FL) comparado ao Fenton Convencional (FC), no tratamento de efluente têxtil. No FL foi utilizada lã de aço comercial como fonte de ferro metálico e íons ferrosos. Os dois processos (FC e FL) foram otimizados para a remoção de carbono or-gânico total (COT), por meio de Delineamento Com-posto Central Rotacional (DCCR) 22 com quadruplicata no ponto central e mais 4 pontos axiais, variando as concentrações de H2O2 e Fe2+/Fe0. As concentrações de 0,44 g.L-1 de H2O2 e 0,073/0,145 g.L-1 de Fe2+/Fe0

apresentaram maior eficiência para os processos FC e FL, sendo que a relação molar “ótima” foi de 1:10 en-tre Fe2+:H2O2 no processo FC e de 1:5 entre Fe0:H2O2 no processo FL. Nas condições “ótimas” de cada processo foram realizados testes variando o tempo de tratamen-to em “0”, 180, 360, 540, 720, 900, 1080, 1260 e 1440 min. A remoção/mineralização dos compostos presen-tes no efluente têxtil foi avaliada pelos parâmetros COT, DQO, cor, turbidez, absorbância em 600 e 310 nm, além da análise do comportamento das concentrações de sulfato, nitrato, nitrogênio orgânico e amoniacal. Fer-


efluentes

ro dissolvido e peróxido de hidrogênio residual foram determinados. Comparando os processos em termos de eficiência na remoção de valores dos parâmetros indicadores da presença de cor e compostos orgâni-cos no efluente têxtil, o FL se destaca na remoção da absorbância (600 e 310 nm) e COT. Os melhores resul-tados do FL se devem a degradação redutiva associada à oxidativa, diferentemente do que ocorre no FC em que se tem somente uma degradação oxidativa. O pro-cesso de FL utilizando a lã de aço como uma fonte de ferro se apresenta como uma alternativa promissora no tratamento de efluente têxtil.

Palavras-chave: corantes azo-reativos, planeja-mento experimental, Fenton.

aBstractCurrent assay evaluates the performance of the

Fenton-like process (FL) when compared to Conven-tional Fenton process (CF) in the treatment of textile effluent. Commercial steel wool was used in FL as a source of metal source and ferrous ions. The two pro-cesses (FC and FL) were optimized for the removal of total organic carbon (TOC) by means of the Rotational Central Compound Design (RCCD) 22 with quadrupli-cate at the central point and 4 axial points, varying the concentrations of H2O2 and Fe2+/Fe0. Concentrations of 0.44 g.L-1 of H2O2 and 0.073/0.145 g.L-1 of Fe2+/Fe0 showed higher efficiency for the FC and FL process-es, and the “optimal” molar ratio was 1:10 between Fe2+:H2O2 in the FC process and 1:5 between Fe0:H2O2 in the FL process. In the “optimal” conditions of each pro-cess tests were performed varying the treatment time at “0”, 180, 360, 540, 720, 900, 1080, 1260 and 1440 min. Removal/mineralization of the compounds present in the textile effluent was evaluated by the parameters COT, COD, color, turbidity, absorbance at 600 and 310 nm, as well as the analysis of the behavior of sulfate, nitrate, organic nitrogen and ammonia concentrations. Dissolved iron and residual hydrogen peroxide were determined. Comparing the processes in terms of effi-ciency in the removal of values of the parameters indi-cating the presence of color and organic compounds in the textile effluent, FL stands out in the removal of absorbance (600 and 310 nm) and TOC. The best re-sults of FL are due to reductive degradation associated with oxidative, unlike what occurs in the CF where only oxidative degradation is present. The FL process using

steel wool as an iron source presents itself as a promis-ing alternative in the treatment of textile effluent.

Keywords: azo-reactive dyes, experimental de-sign, Fenton.

1. intrOduçãOA contaminação dos recursos hídricos é um dos

principais problemas atuais em todo o mundo. Entre as várias fontes poluidoras destacam-se as indústrias têx-teis, por serem fontes geradoras de grandes volumes de efluentes que muitas vezes são tratados de maneira ineficiente.

Os efluentes têxteis são altamente coloridos, de-vido à presença de corantes que não se fixam às fibras durante os processos de tingimento. Dessa forma, se enquadram como um dos principais contribuintes para a poluição dos recursos hídricos [1] e, portanto, devem ser submetidos a um tratamento adequado an-tes de serem lançados para o meio ambiente. Em geral, as técnicas de tratamento utilizadas pela indústria têx-til estão fundamentadas nos processos de coagulação, seguidos de separação por flotação ou sedimentação. Esse processo apresenta uma elevada eficiência na re-moção de material particulado. No entanto, a remoção de compostos dissolvidos mostra-se deficiente [2]. Ou-tro processo físico utilizado na descoloração de efluen-tes contendo corantes é a adsorção em carvão ativado, porém, trata-se de um sistema no qual apenas ocorre a transferência do poluente de uma fase para outra, sem a ocorrência de qualquer degradação [3].

Dentre os processos biológicos de tratamento, o mais utilizado é sistema de lodos ativados. Este proces-so apresenta o grande inconveniente de ser bastante susceptível à composição do efluente (variações brus-cas de cargas), além de produzir um grande volume de lodo [4]. Em função das deficiências apresentadas pe-los sistemas convencionais de tratamento, usualmente representadas por processos biológicos e de coagula-ção química [5], novas alternativas de tratamento têm sido propostas.

Existem inúmeros métodos de tratamentos base-ados na degradação dos poluentes a substâncias mais facilmente degradáveis mudando sua estrutura quími-ca, para que se tornem substâncias mais inofensivas ou inertes, tais como dióxido de carbono, água e ânions inorgânicos. Neste aspecto, destacam-se os processos oxidativos avançados (POA), os quais utilizam da gera-


QuÍmica têXtiL

ção de espécies altamente oxidantes, em geral radicais hidroxila, para promover uma oxidação mais efetiva do poluente a ser tratado [6]. Dentre os POA, destaca-se o processo baseado na reação de Fenton, que consiste na geração de radical hidroxila, a partir da reação en-tre íons ferrosos e o peróxido de hidrogênio em meio ácido [7].

Uma das muitas tecnologias que vem sendo estu-dada para a degradação de corantes têxteis é a utiliza-ção do ferro metálico devido à sua abundância na cros-ta terrestre, baixa toxicidade, baixo custo e sua eficiên-cia como agente redutor [8-10]. As reações de redução são viabilizadas pelos elétrons liberados na oxidação do ferro a íon ferroso (Reação 1), pela oxidação do íon ferroso a férrico (Reação 2) e pelo hidrogênio que resul-ta da corrosão do ferro pela água (Reação 3) [11 e 12].

Fe0 + RX + H+ D Fe2+ + RH + X- (Reação 1)2Fe2+ + RX + H+ D 2Fe3+ + RH + X- (Reação 2)H2 + RX D RH + H+ + X- (Reação 3)

No entanto, o uso de Fe0 como um redutor pode fornecer remoção limitada de poluentes. A maioria dos contaminantes seria diminuída pela oxidação, pois a taxa de oxidação é geralmente mais rápida do que a taxa de redução [13].

A técnica de tratamento derivada da associação dos processos redutivo e Fenton pelo uso das espécies ferrosas geradas durante o processo redutivo junta-mente com um oxidante é denominada de Fenton-like. Essa associação maximiza a eficiência de degradação quando comparada aos processos redutivos e Fenton isoladamente [14-21] e tem sido amplamente utilizada na degradação de corantes por diversos pesquisadores [22-26], assim como no tratamento de outros efluen-tes, como o chorume [27] e fármacos [28].

Em condições de pH extremamente ácidos, se-gundo Kobayashi et al. (2017) [29] a corrosão do Fe0 é acelerada e, como resultado, fornece uma grande quantidade de íons ferrosos e elétrons. Segundo CAO et al. (1999) [30], na redução de corantes do tipo azo, o ferro zero-valente em meio ácido reduz substratos or-gânicos por transferência de 2 elétrons, com formação concomitante de Fe2+ (Reação 4).

R-N=N-R’ + 4 H+ + 2Fe0 → R-NH2 + H2N-R + Fe2+

(Reação 4)

Esse sistema permite uma rápida redução do gru-po cromóforo, promovendo uma rápida descoloração de corantes do tipo azo, porém não leva à mineraliza-ção provocando o acúmulo de subprodutos de redu-ção [31-32]. A presença dos íons ferrosos decorrente do processo redutivo possibilita a reação de Fenton pela adição do peróxido de hidrogênio (Reação 5).

Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO- + HO• (Reação 5)

A reação de Fenton em meio ácido gera o radical hidroxila, espécie com elevado potencial de oxidação (Eº = 2,80 V), capaz de promover a mineralização dos subprodutos gerados no processo redutivo.

Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi com-parar o desempenho do processo Fenton-like e Fenton convencional, utilizando lã de aço comercial como fon-te alternativa de ferro metálico e íons ferrosos, monito-rando as concentrações de carbono orgânico total no efluente têxtil.

2. materiais e métOdOsO efluente têxtil de uma indústria localizada em

Toledo (Paraná-Brasil) foi coletado diariamente durante 15 dias, sempre no início da tarde e as amostras foram misturadas para obter uma homogeneidade e repre-sentatividade dos processos realizados pela indústria. O efluente foi exclusivamente proveniente dos proces-sos de tingimento e enxague de algodão e de acordo com a indústria, contém uma mistura de vários coran-tes azo-reativos comerciais, sendo geralmente o Syno-zol navy blue HB, Synozol red HB, Synozol yellow HB e Novacron Black w-NN.

O efluente têxtil coletado foi preservado de acor-do com metodologia descrita em APHA (2005) [33]. Todos os reagentes químicos utilizados foram de grau analítico. O peróxido de hidrogênio utilizado foi de 30% (v/v), marca Vetec, e as fontes de ferro foram o sulfato ferroso heptahidratado (marca Synth) e fibras comerciais de lã de aço. As fibras de lã de aço utilizadas foram caracterizadas por espectrometria de fluores-cência de raios-X de energia dispersiva (espectrômetro SHIMADZU, modelo EDX-700). Os parâmetros carbono orgânico total (COT), demanda química de oxigênio (DQO), cor, turbidez, pH, sulfato, ferro total dissolvido e amônia foram determinados para caracterização do


efluente têxtil. Foi obtido em espectrofotômetro UV--Vis (Shimadzu, modelo UV-1601 PC) operando na faixa de 200-1000 nm, o espectro de absorção molecular do efluente têxtil.

2.1. Procedimento experimentalUm reator em escala laboratorial operado em sis-

tema de batelada, consistindo de um frasco cilíndrico de vidro boro silicato de 500 mL de capacidade, foi usa-do para o tratamento do efluente têxtil pelos proces-sos Fenton-like (FL) e Fenton convencional (FC).

Foram adicionados 250 mL de efluente têxtil ao reator e ajustado o pH inicial em 3,0 ± 0,2 utilizando soluções de H2SO4 (3 mol L-1) e NaOH (3 mol L-1). No FC foi adicionada imediatamente a solução de H2O2 e do Fe2+. No FL a lã de aço foi adicionada imediatamente após o ajuste de pH e o H2O2 após 180 min. O valor do pH inicial foi definido em ensaios preliminares. A concentração de íons ferrosos utilizada corresponde à soma da concentração de íons ferrosos provenien-tes do sulfato ferroso heptahidratado ou lã de aço e

de Fe2+ presentes no efluente têxtil. As reações foram conduzidas sem agitação e no escuro.

2.2. Otimização dos parâmetros operacionais do reator

Para determinar as condições “ótimas” dos parâ-metros operacionais do reator (POR) e identificar a má-xima eficiência dos processos FC e FL foram realizados dois experimentos do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 22 com quadruplicata no ponto central e mais 4 pontos axiais, totalizando 12 en-saios para cada tratamento. Os níveis das variáveis ana-lisadas na otimização para os processos FC e FL podem ser observados na Tabela 1. A escolha das concentra-ções de ferro e peróxido de hidrogênio usadas nos experimentos foi baseada em ensaios preliminares. O tempo total de tratamento foi de 24 horas. Após o tra-tamento do efluente têxtil, foram coletadas alíquotas e realizadas as determinações de COT, variável resposta no delineamento experimental.

efluentes


QuÍmica têXtiL efluentes

Os resultados obtidos no planejamento experi-mental foram analisados estatisticamente para obter os principais efeitos, interações, análise de variância (ANOVA) e obter as condições “ótimas” dos POR utili-zando o software Statistica®.

2.3. Degradação do efluente têxtil em função do tempo de reação

O efluente têxtil foi submetido aos tratamentos FC e FL nas condições “ótimas” dos POR obtidas nos pla-nejamentos experimentais. Alíquotas foram retiradas nos tempos de “0”, 180, 360, 540, 720, 900, 1080, 1260 e 1440 min. As alíquotas no “tempo zero” correspondem ao efluente têxtil “bruto”, neste momento iniciou-se a adição de ferro na forma de sulfato ferroso heptahidra-tado para o processo FC e lã de aço para o FL.

Nas alíquotas coletadas nos diferentes tempos de reação foram determinados os parâmetros COT, DQO, cor, turbidez, pH, sulfato, amônia, nitrato, nitrogênio Kjeldahl total, ferro dissolvido e peróxido de hidrogê-nio residual, para avaliar a eficiência dos tratamentos ao longo do tempo.

2.4. Determinações analíticas Todas as determinações analíticas foram realiza-

das em triplicata. O pH foi medido usando um pHme-tro digital (Tecnal modelo TEC-2). O carbono orgânico total (COT) foi medido usando analisador de carbono orgânico total (Shimadzu Modelo TOC-L). A demanda química de oxigênio (DQO) foi determinada pelo mé-todo colorimétrico do refluxo fechado como descrito em APHA (2005) [33]. Esta metodologia foi checada determinando em quintuplicata analítica uma solução padrão (CombiCheck 20) de 750 ± 75 mg.L-1 O2. O resul-tado médio foi de 710 ± 24 mg.L-1 O2. As concentrações

de H2O2 foram determinadas usando o método do me-tavanadato de amônio [34]. Este método é baseado na reação do H2O2 com o metavanadato em meio ácido, formando um composto de cor vermelho-alaranjado medido em comprimento de onda de 450 nm. A con-centração total de ferro dissolvido foi determinada pelo método colorimétrico usando 1,10-fenantrolina de acordo com APHA (1998) [33]. A turbidez foi de-terminada pelo método nefelométrico (Nephelometric Turbidity Unit, NTU) usando um tubidímetro (Tecnal, model TB 1000). A cor foi determinada pelo método Platina-Cobalto de acordo com a metodologia padrão e as concentrações de sulfato foram determinadas pelo método turbidimétrico, ambas as metodologias estão descritas em APHA (2005) [33].

As concentrações de nitrato foram medidas usan-do o método da redução com cádmio e um método colorimétrico baseado na reação fenato-hipoclorito foi usado para determinar as concentrações de amônia. O nitrogênio Kjeldahl total foi determinado usando o procedimento de digestão ácida [33]. Na digestão áci-da o nitrogênio orgânico presente na amostra foi con-vertido em amônia e esta, quantificada pelo método colorimétrico citado. Desta forma, o resultado obtido corresponde à soma das formas orgânicas e amonia-cais de N e subtraindo-se deste valor a concentração de amônia determinada antes da digestão ácida, tem--se a concentração de nitrogênio orgânico expressa em mg.L-1 NH4

+.As absorbâncias em 420 nm (método turbidimé-

trico), 430 nm (método Platina-Cobalto), 450 nm (mé-todo do metavanadato), 510 nm (método da fenantro-lina) e 600 nm (método colorimétrico – DQO por reflu-xo fechado), bem como as absorbâncias medidas na determinação de todas as formas nitrogenadas, foram

Tabela 1. Níveis das variáveis (H2O2 e Fe2+) no processo FC e (H2O2 e Fe0) no processo FL utilizados no DCCR 22 com quadruplicata no ponto central e 4 pontos axiais.

ProcessoParâmetro

operacionalVariáveis

Níveis

-1,414 -1 0 1 1,414

FCH2O2 (g.L-1) q1 0,117 0,20 0,40 0,60 0,683

Fe2+ (g.L-1) q2 0,023 0,04 0,08 0,12 0,137

FLH2O2 (g.L-1) q1 0,117 0,20 0,40 0,60 0,683

Fe0 (g.L-1) q2 0,046 0,078 0,156 0,234 0,266


QUÍMICA TÊXTIL


obtidas usando um espectrofotômetro UV-Vis (Shima-dzu, modelo UV-1601 PC). Antes das análises, todas as amostras foram filtradas em membranas de nylon (porosidade de 0,45 mm e diâmetro de 25 mm), exceto para a determinação da DQO. A correção da interferên-cia do ferro na DQO foi realizada conforme descrito em Moravia et al. (2011) [35].

Para consumir o H2O2 e parar a reação de Fenton foi adicionada uma solução de catalase bovina na con-centração de 0,1 g.L-1 (bovine liver, 2500 IU mg-1) [36]. A catalase não foi adicionada nas alíquotas destinadas à determinação do H2O2 e do COT, visto que a adição da catalase implica em adição de matéria orgânica na amostra. Ambos foram quantificados imediatamente após a coleta das alíquotas.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃOA composição da lã de aço foi avaliada por espec-

trometria de fluorescência de Raios-X. Os resultados mostraram que as fibras utilizadas são constituídas es-sencialmente de ferro (98,64%), contendo ainda baixas concentrações de Mn (0,80%), S (0,19%), Ca (0,09%), Cu (0,05%) e C (0,1%).

O efluente têxtil apresentou uma cor azul escu-ra e o espectro de absorção molecular mostrou uma absorbância máxima em 600 nm. Elevada absorbância foi observada em 310 nm, comprimento de onda ca-racterístico de compostos aromáticos. Apresentou pH próximo da neutralidade (6,71) e elevados valores de turbidez (697 NTU), COT (774 mg.L-1) e DQO (1158 mg.L-

1 O2), conforme apresentado na Tabela 2.

3.1. Delineamento experimental e análise estatística

As condições experimentais utilizadas para a inte-ração entre as variáveis e níveis, e os resultados obtidos na remoção do COT no efluente têxtil tratado pelos processos FC e FL são apresentados na Tabela 3. A re-moção do COT variou de 58-92% para o processo FC e de 61-95% para o FL.

Estes resultados foram submetidos à análise esta-tística combinando as ações entre as variáveis, utilizan-do o modelo proposto apresentado na Equação 1.

R = ao + (a1 * q1) + (a2 * q2) + (b11 * q12) +

(b22 * q22) + (b12 * q1 * q2)

(Equação 1)

Sendo R a resposta experimental; ao é o intercep-to; a1, a2, b11, b22 e b12 são os coeficientes dos ter-mos da equação; q1 e q2 são as variáveis ou fatores como termos lineares da equação; q12 e q22 são as variáveis ou fatores como termos quadráticos da equa-ção e q1*q2 é a interação entre os fatores.

Os valores de remoção de COT previstos pelo mo-delo proposto apresentaram elevada correlação com os valores observados experimentalmente, resultando em um r2 de 0,996 e 0,997 para os processos FC e FL, res-pectivamente. O ajuste entre os valores preditos pelos modelos matemáticos e aqueles observados nos expe-rimentos mostrou pouca dispersão, o que comprova o bom ajuste dos modelos aos dados experimentais.

efluentes

Tabela 2. Valores dos parâmetros físico-químicos caracterizados para o efluente têxtil

Parâmetro/Elemento Valor ± Desvio Padrão

pH 6,71 ± 0,20

DQO (mg.L-1 O2) 1158 ± 12

Cor (mg.L-1 Pt-Co) 2950 ± 14

Turbidez (NTU) 697 ± 4

Sulfato (mg.L-1 SO42-) 71 ± 4

COT (mg.L-1) 774 ± 3

Amônia (mg.L-1 NH4+) 8,72 ± 0,11

Ferro Total (mg.L-1) 4,23 ± 0,05


QUÍMICA TÊXTIL


FC e FL resultaram em uma boa reprodução dos dados experimentais.

A Tabela 5 apresenta os efeitos das interações entre os POR nos coeficientes previstos pelos mo-delos, apresentando os valores dos POR que têm influência significativa na redução do COT nos pro-cessos FC e FL.

efluentes

A ANOVA mostrou que o modelo previsto (Equa-ção 1) é válido no intervalo de confiança de 95% (p < 0,05) para ambos os processos FC e FL, conforme apre-sentado na Tabela 4.

Os valores de Fcalculado (325,56; 407,22) > Ftabelado (4,39) confirmam que os modelos testados para repre-sentar a remoção de COT nos processos de tratamento

Tabela 3. Condições experimentais e resultados do planejamento fatorial DCCR 22 com quadruplicata no ponto central e 4 pontos axiais, para a remoção (%) do COT do efluente têxtil utilizando os processos FC e FL.

Ensaio

FC FL

H2o2

(g.L-1)Fe2+

(g.L-1)

Relação molar

Fe2+:H2o2

Remoção CoT (%)

H2o2

(g.L-1)Fe0

(g.L-1)

Relação molar

Fe2+:H2o2

Remoção CoT (%)

1 0,20 0,04 1:8,2 72 0,20 0,078 1:4,2 75

2 0,60 0,04 1:24,6 77 0,60 0,078 1:12,6 79

3 0,20 0,12 1:2,7 58 0,20 0,234 1:1,4 61

4 0,60 0,12 1:8,2 70 0,60 0,234 1:4,2 74

5 0,40 0,08 1:8,2 92 0,40 0,156 1:4,2 94

6 0,40 0,08 1:8,2 91 0,40 0,156 1:4,2 94

7 0,40 0,08 1:8,2 91 0,40 0,156 1:4,2 95

8 0,40 0,08 1:8,2 92 0,40 0,156 1:4,2 94

9 0,117 0,08 1:2,4 66 0,117 0,156 1:1,2 69

10 0,40 0,023 1:28,5 70 0,40 0,046 1:14,3 74

11 0,683 0,08 1:14,0 76 0,683 0,156 1:7,2 80

12 0,40 0,137 1:4,8 59 0,40 0,266 1:2,5 64

Processo ParâmetroFontes deVariação

Soma dosQuadrados

Graus deLiberdade

Média dosQuadrados

Fp-valor

Calculado Tabelado

FC COT

Regressão 1741,77 5 348,35 325,56 4,39 <0,05

Resíduos 6,42 6 1,07

Total 1748,19 11

FL COT

Regressão 1608,51 5 321,70 407,22 4,39 <0,05

Resíduos 4,73 6 0,79

Total 1613,24 11

Tabela 4.Teste da análise de variância (ANOVA) do modelo previsto para os valores de redução do COT do efluente têxtil pelos processos FC e FL, ao nível de confiança de 95% (p < 0,05).


QUÍMICA TÊXTIL


efluentes

“ótimas” para a máxima degradação do efluente têxtil.Considerando as interações entre o H2O2 e o Fe2+/

Fe0, estes apresentam significância na eficiência dos processos FC e FL para a redução do COT (b12 = 3,31 e b12 = 4,72, p < 0,05) conforme apresentado na Tabela 5, respectivamente, indicando que a razão molar entre os reagentes (H2O2 e Fe2+/Fe0) é de suma importância para a eficiência dos processos, obtendo-se assim, reduções significativas do COT.

Baseados nos coeficientes obtidos na Tabela 5 foram obtidos os modelos polinomiais para a remoção do COT pelos processos FL e FC mostrados nas equações 2-3.

COTFC = 91,67 + 7,70q1 – 9,08q2

– 19,89q12 -25,83q2

2 + 3,31q1q2

(Equação 2)

COTFL = 94,14 + 8,17q1 – 8,09q2

– 19,14q12 -24,92q2

2 + 4,72q1q2

(Equação 3)

Os modelos apresentados permitiram calcular usan-do o software Statistica® as condições “ótimas” dos POR para obter a máxima eficiência dos processos propostos

Todos os parâmetros em termos lineares e quadrá-ticos têm influência significativa (p < 0,05) na remoção do COT do efluente têxtil. A ação do H2O2 exerce influên-cia significativa na eficiência dos processos FC e FL para a redução do COT do efluente têxtil estudado, apresen-tando efeito positivo para os termos lineares (a1 = 7,70, a1 = 8,17) e efeito negativo para os termos quadráticos (b11 = -19,89, b11 = -19,14), conforme pode ser observado na Tabela 5, sugerindo que o melhor desempenho dos processos na remoção do COT é alcançado com valores da concentração de H2O2 acima do ponto central.

A ação do Fe2+ também exerce influência signifi-cativa na eficiência do processo FC, porém em meno-res proporções, apresentando efeito negativo para os termos lineares (a2 = -9,08) e quadráticos (b22 = -25,83) na redução do COT do efluente têxtil. No processo FL a ação do Fe0 ocorre de forma similar (Tabela 5), o que sugere que para os processos obterem melhores de-sempenhos na redução do COT as concentrações de Fe2+ e Fe0 devem estar abaixo do ponto central.

No ponto central a relação molar entre o Fe2+:H2O2 no processo FC é 1:8,2, enquanto que, no FL é 1:4,2 en-tre Fe0:H2O2. Os efeitos da ação do Fe2+/Fe0 e do H2O2 in-dicam que essa relação molar não atinge as condições

Tabela 5. Efeitos das interações entre os POR nos coeficientes previstos para a eficiência dos processos FC e FL na remoção do COT do efluente têxtil, com nível de confiança de 95%.

ProcessoAções dos

ParâmetrosCoeficiente Valores Erro Padrão texp. p-valor

FC

q0 a0 91,67 0,52 177,21 < 0,05

q1 a1 7,70 0,73 10,52 < 0,05

(q1)2 b11 -19,89 0,82 -24,32 < 0,05

q2 a2 -9,08 0,73 -12,47 < 0,05

(q2)2 b22 -25,83 0,81 -31,95 < 0,05

q1 x q2 b12 3,31 1,03 3,19 < 0,05

FL

q0 a0 94,14 0,44 212,07 < 0,05

q1 a1 8,17 0,63 13,2 < 0,05

(q1)2 b12 -19,14 0,70 -27,29 < 0,05

q2 a2 -8,09 0,63 -12,87 < 0,05

(q2)2 b22 -24,92 0,70 -35,35 < 0,05

q1 x q2 b12 4,72 0,89 5,32 < 0,05


QUÍMICA TÊXTIL


ções, o processo FL demonstrou ser mais eficiente que o processo FC, apresentando uma remoção de aproxi-madamente 14% maior de COT para o mesmo tempo reacional, o que indica uma maior mineralização dos compostos orgânicos presentes no efluente têxtil. Esse comportamento é mais evidente nos tempos de rea-ção entre 180 e 540 min.

A remoção de COT, DQO, cor e turbidez em ambos os processos mantiveram-se constantes a partir de 720 min de reação com valores acima de 90% para todos os parâmetros.

Resultados similares de remoção de cor foram ob-servados por Deng et al. (2008) [23], ao estudarem o processo Fenton-like com FeVO4 e aeração constante como forma de agitação na degradação do azo coran-te Laranja II e obtiveram remoção de 92,9% após 60 min. Ramirez et al. (2007) [22] após quatro horas de tra-tamento usando Fenton-Like, com agitação continua, obtiveram uma remoção de 91% do COT na degrada-ção do azo corante Laranja II. Dükkanci et al. (2010) [25] obtiveram remoção de 51,8% do COT após duas horas de tratamento na degradação do azo corante reativo Rodamina 6G, usando catalisador denominado zeólita CuFeZSM-5 como fonte de ferro e agitação constante. Zhou et al. (2009) [24] observaram após três horas de tratamento Fenton-like de um efluente têxtil, remoções de 68,6% e 92,2% de COT e DQO, respectivamente, usando ferro zero valente como fonte de ferro e agita-ção magnética constante.

para o tratamento do efluente têxtil. Os resultados ob-tidos mostraram que a maior eficiência do processo FC na redução do COT (92%) foi alcançada nas seguintes condições operacionais do reator: 0,44 g.L-1 de H2O2 e 0,073 g.L-1 de Fe2+, enquanto que, a maior eficiência do processo FL na redução do COT (94%) foi alcançada nas condições 0,44 g.L-1 de H2O2 e 0,145 g.L-1 de Fe0. A relação molar “ótima” foi de 1:10 entre Fe2+:H2O2 no pro-cesso Fenton convencional e de 1:5 entre Fe0:H2O2 no processo Fenton-like.

3.2. Monitoramento da eficiência dos trata-mentos em função do tempo de reação

As eficiências dos processos FC e FL no tratamen-to do efluente têxtil, operados nas condições ótimas dos POR (FC: concentrações de H2O2 = 0,44 g.L-1; Fe2+ = 0,073 g.L-1 e FL: H2O2 = 0,44 g.L-1 e Fe0 = 0,145 g.L-1), foram avaliadas nos tempos de reação de “0”, 180, 360, 540, 720, 900, 1080, 1260 e 1440 min. Os valores per-centuais de remoção de COT, DQO, cor e turbidez do efluente têxtil em função do tempo de tratamento, ob-tidos para os processos FC e FL podem ser observados na Figura 1a e 1b, respectivamente.

Observa-se que em 540 min de reação, no proces-so FC foram obtidas remoções de 72% do COT, 94% de DQO e acima de 99% para cor e turbidez (Figura 1a). No processo FL (Figura 1b) para esse mesmo tempo de reação houve remoções de 86, 90, 93 e 95% do COT, DQO, cor e turbidez, respectivamente. Nestas condi-

Figura 1. Remoção percentual de COT, DQO, cor e turbidez do efluente têxtil em função do tempo de reação nos processos FC (a) (H2O2 = 0,44 g.L-1 e Fe2+ = 0,073 g.L-1) e FL (b) (H2O2 = 0,44 g.L-1 e Fe0 = 0,145 g.L-1).

Tempo (min.)

COTDQOCorTurbidez

COTDQOCorTurbidez

(a) (b)100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

00 180 360 540 720 900 1080 1260 1440 0 180 360 540 720 900 1080 1260 1440

Adição do H2O2

Rem

oção

(%)

Rem

oção

(%)

Tempo (min.)


efluentes

Observou-se, no entanto, que embora neste tra-balho a eficiência de remoção de COT e DQO tenha sido similar ou superior aos trabalhos citados, o tempo de reação para alcançar estes valores foram bem supe-riores aos obtidos por outros autores. Esse maior tem-po de reação se deve ao fato do sistema ora estudado não utilizar agitação.

A remoção das absorbâncias nos comprimentos de onda de 600 e 310 nm do efluente têxtil em função do tempo de reação para os processos FC e FL pode ser observada na Figura 2.

A absorbância em 600 nm está relacionada aos grupos cromóforos (-N=N-) decorrentes da presença dos corantes azo-reativos. O processo FL foi mais efi-ciente na remoção da absorbância neste comprimento de onda ao longo do tempo de reação. Em 180 min de reação, sem a presença de H2O2, ocorreu uma remoção de 53% da absorbância para o FL, enquanto que no FC a remoção foi de 37% na presença de H2O2. Essa remo-ção superior do FL está relacionada com a redução dos compostos orgânicos e possivelmente pela adsorção

em óxidos/hidróxidos de ferro, como FeOOH, Fe2O3 e Fe3O4 formados em pH 3,0 [29].

A absorbância em 310 nm, relacionada aos compos-tos aromáticos conjugados [37], apresentou o mesmo

Figura 2. Remoção da absorbância (%) nos compri-mentos de onda de 600 e 310 nm em função do tem-po de reação nos processos FC e FL.

FL (600 nm)FL (310 nm)FC (600 nm)FC (310 nm)

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

00 180 360 540 720 900 1080 1260 1440

Rem

oção

da

Abs

orbâ

ncia

(%)

Tempo (min.)

QUÍMICA TÊXTIL


nitrato durante os processos FC e FL. O monitora-mento destas espécies (Figura 3) mostrou que para ambos os processos (FC e FL), com 900 min de rea-ção, o nitrogênio orgânico e amoniacal foram pra-ticamente mineralizados com formação de íons ni-trato. O processo de nitrificação pode ser observado após 360 min de reação para os dois processos, com o início da formação de íons nitrato. A formação de íons nitrato em solução se deu até 1080 min de rea-ção, permanecendo constante em aproximadamen-te 30 mg.L-1 após este período.

Estudo realizado por Módenes et al. (2012) [38] ob-tiveram resultado semelhante na mineralização da ma-téria orgânica nitrogenada, observando elevada for-mação de íons nitrato quando empregado o processo Foto-Fenton na degradação de efluente têxtil.

comportamento que a absorbância em 600 nm. No en-tanto, a remoção da absorbância foi menor para todos os tempos de reação no FC. Em 180 min a remoção no processo FL foi de 49% enquanto que no FC foi de 32%.

Em ambos os processos a remoção máxima de ab-sorbância ocorreu com 900 min de reação, sendo de 99 e 94% para o FL e FC em 600 nm e de 95 e 88% para o FL e FC em 300 nm.

Os corantes do tipo azo são caracterizados pela presença de ligações -N=N-. Assim, o acompanha-mento das espécies nitrogenadas durante o proces-so de FC e FL pode representar o comportamento da mineralização de compostos orgânicos nitroge-nados presentes no efluente têxtil. A oxidação direta e indireta pode transformar a matéria orgânica ni-trogenada em formas mais simples, como amônia e

Figura 3. Concentração de nitrogênio orgânico, nitrogênio amoniacal, nitrato e sulfatos no efluente têxtil em função do tempo de reação nos processos FC (a) (H2O2 = 0,44 g.L-1 e Fe2+ = 0,073 g.L-1) e FL (b) (H2O2 = 0,44 g.L-1 e Fe0 = 0,145 g.L-1).

Tempo (min.)

(a) (a)

Tempo (min.)

NitratoAmôniaNitrogênio OrgânicoSulfato

NitratoAmôniaNitrogênio OrgânicoSulfato

140

120

100

80

60

40

20

0

40

30

20

10

0

40

30

20

10

0

160

140

120

100

80

60

40

20

00 180 360 540 720 900 1080 1260 1440 0 180 360 540 720 900 1080 1260 1440

Form

as n

itrog

enad

as (m

g L-1

)

Sulfato (mg L

-1)

Sulfato (mg L

-1)

Form

as n

itrog

enad

as (m

g L-1

)


efluentes

As concentrações iniciais de íons sulfato no “tempo zero” diferiram para os processos FC (75 mg.L-1) e FL (71 mg.L-1), sendo maior no FC em função da adição de sulfa-to ferroso heptahidratado como fonte de ferro (Figura 3).

Os corantes reativos geralmente possuem, além dos grupos azo, grupos vinilsulfona [39] que no pro-cesso de oxidação são convertidos em íons sulfato. Desta forma, no processo FC (Figura 3a) a formação de íons sulfato foi progressiva até 1260 min de reação com valores máximos de aproximadamente 126 mg.L-

1. No processo FL (Figura 3b), a maior concentração de íons sulfato formada foi observada com 720 min de reação (158 mg.L-1). Estes resultados mostram uma maior mineralização das formas sulfatadas no processo FL. No início do processo FL, antes da adição de H2O2 (180 min) não foi observada diminuição dos íons sul-fato, o que poderia ocorrer por processos de redução ou adsorção. Foi observado aumento na concentração de íons sulfato indicando que predominou a redução dos grupos cromóforos (-N=N-) e oxidação dos grupos vinilsulfona presentes nos corantes azo-reativos.

A concentração de íons sulfato no FL diminui após 720 min, e este decaimento pode ser atribuído à adsor-ção destes em óxidos e/ou hidróxidos de ferro [40]. Ko-bayashi et al. (2017) [29] estudaram o comportamento do Fe0 em diferentes valores de pH usando a Espectros-copia de difração de raios X e observaram que em pH 3,0 foram detectados vários picos de óxidos/hidróxidos de ferro tais como, FeOOH, Fe2O3 e Fe3O4. No processo FC não foi observado diminuição do sulfato.

A concentração de ferro dissolvido (Figura 4) au-mentou gradativamente no decorrer do tempo reacio-nal para o processo FL, fato previsto, uma vez que a lã de

aço permanece em solução. No entanto, esse aumento parece não ter afetado a eficiência do processo, visto que tanto a formação do sulfato como do nitrato foi maior no processo FL. Segundo Sanz et al. (2003) [41], com o aumento na concentração de ferro a taxa de remoção do substrato aumenta até alcançar um valor onde a adi-ção de ferro não altera a velocidade de reação.

Para o processo FC, as concentrações de ferro dis-solvido diminuem com o passar do tempo. A remoção do ferro dissolvido pode estar diretamente relacionada com a formação de outras espécies tais como Fe2O3, Fe3O4 e FeOOH [29,42].

No FL as principais reações (6-10) responsáveis pela formação de óxido de ferro/hidróxido na superfí-cie do Fe0 [43-45] são:

Figura 4. Concentração de ferro dissolvido em função do tempo de reação nos processos FC (H2O2 = 0,44 g.L-1 e Fe2+ = 0,073 g.L-1) e FL (H2O2 = 0,44 g.L-1 e Fe0 = 0,145 g.L-1).

Tempo (min.)

Ferro dissolvido FCFerro dissolvido FL

90

75

60

45

30

15

00 180 360 540 720 900 1080 1260 1440

Conc

entr

ação

(mg

L-1)

QUÍMICA TÊXTIL


Fe3+ +2H2O → FeOOH + 3H+ (Reação 6)6Fe3+ + O2 + 6H2O → 2Fe3O4 + 12H+ (Reação 7)2Fe3+ + 3H2O → Fe2O3 + 6H+ (Reação 8)4Fe3O4 + O2 + 6H2O → 12FeOOH (Reação 9)2FeOOH + Fe2+→ Fe3O4 + 2H+ (Reação 10)

A formação de óxidos/hidróxidos de ferro, em pH 3,0, na superfície de Fe0 foi confirmada por Kobayashi et al. (2017) [29]. Desta forma, tanto para o processo FC quanto para o FL tem-se a formação de óxidos/hidró-xidos de ferro que levam à geração de um lodo, o qual não foi quantificado neste estudo.

Para ambos os processos, os valores de pH não sofreram variações significativas ao longo do tempo, variando de 3,20 a 3,26 e de 2,83 a 2,90 para os proces-sos FC e FL, respectivamente. As concentrações de pe-róxido de hidrogênio residual diminuíram ao longo do tempo de tratamento para o FC e FL, sendo todo o H2O2 consumido com 720 min de reação em ambos os pro-cessos. A diminuição da sua concentração é devida ao consumo do mesmo na degradação do efluente têxtil, contudo, também podem ocorrer reações indesejadas ou decomposição dos oxidantes intermediários que podem competir com a reação principal diminuindo a concentração de peróxido de hidrogênio [46].

Para os processos FC e FL o tempo reacional de 720 min (12 h) foi considerado como tempo “ótimo” para promover a degradação do efluente têxtil. Os resultados obtidos neste tempo foram comparados aos valores fi-xados na Resolução CONAMA nº 430/2011 [47] que es-tabelece os padrões de lançamento de efluentes indus-

triais nos corpos hídricos brasileiros, e que fixa os valores de turbidez em até 100 NTU, pH entre 6,0 e 9,0, ferro em 15 mg Fe L-1 e cor inferior a 0,075 mg Pt-Co L-1. Os parâ-metros DQO e COT não têm seus valores especificados nesta resolução, desta forma, sugere-se para efluentes têxteis, uma DQO inferior a 300 mg O2 L

-1. Os valores de cor e turbidez nos efluentes têxteis

tratados pelos processos FC e FL por 720 min, mantive-ram-se dentro dos padrões de lançamento estabeleci-dos pela legislação brasileira [47] e a DQO ficou abaixo de 300 mg O2 L

-1. Os valores de nitrato (20 e 18 mg NO3-

L-1 para o processo FC e FL, respectivamente) excederam o limite de 10 mg NO3

- L-1 [47] em ambos os processos. O efluente têxtil tratado pelo processo FC apre-

sentou concentração de ferro dissolvido (10 mg.L-1) dentro dos padrões de lançamento. A quantidade de ferro dissolvido liberado pelo processo FL (48 mg L-1) foi superior a 15 mg.L-1 em pH próximo de 3,0. Para atender a legislação o pH foi corrigido para 6,0. A cor-reção do pH proporcionou à remoção parcial do ferro para 12 mg.L-1, satisfazendo os padrões de lançamento. O ferro removido na forma de lodo deve ser disposto em aterro industrial.

O efluente têxtil tratado por ambos os processos (FC e FL) devem passar por um tratamento posterior para a remoção do nitrato. As concentrações de nitrato podem ser reduzidas utilizando técnicas de troca iôni-ca, osmose inversa ou tecnologias que sejam capazes de promover a redução do nitrato sem influenciar nos demais parâmetros que se encontram em conformida-de com a legislação.


efluentes

4. cOncLusõesOs processos FC e FL se mostraram eficientes no

tratamento do efluente têxtil, sendo capazes de pro-mover a descoloração, reduzir a turbidez e degradar a matéria orgânica presente.

Nos dois processos, os parâmetros operacionais do reator (Fe2+/Fe0 e H2O2) influenciaram na eficiên-cia de remoção dos contaminantes. No FC a condi-ção “ótima” para operação do reator foi de 0,44 g.L-1 de H2O2 e 0,073 g.L-1 de Fe2+. A mesma concentra-ção de H2O2 foi requerida no FL e a concentração mássica de lã de aço necessária para obter a máxima eficiência foi 0,145 g.L-1, sendo que a relação molar “ótima” foi de 1:10 entre Fe2+:H2O2 no FC e de 1:5 en-tre Fe0:H2O2 no FL.

O FL se mostrou superior ao FC na remoção do COT, promovendo uma remoção de 14% maior em 540 min de reação, indicando maior mineralização dos compostos orgânicos presentes do efluente têxtil.

Em ambos os processos a remoção máxima de ab-

sorbância ocorreu com 900 min de reação, sendo de 99 e 94% para o FL e FC em 600 nm e de 95 e 88% para o FL e FC em 300 nm. Na fase redutiva do FL (até 180 min) houve maior remoção da absorbância nos dois comprimentos de onda (600 e 310 nm) evidenciando a maior remoção dos grupos cromóforos e quebra dos compostos aromáticos conjugados.

Os valores de pH do efluente têxtil tratado perma-neceram próximos de 3,0 para os dois processos es-tudados necessitando correção para valores entre 6-9 a fim de atender a legislação. O ferro disponibilizado no FL foi removido na correção do pH, satisfazendo o limite imposto pela legislação vigente.

O efluente têxtil tratado requer um pós-tratamen-to para a remoção de nitrato de modo a atingir os pa-drões de lançamento.

5. agradecimentOsOs autores agradecem a Fundação Araucária pelo

financiamento do projeto.


pectivamente. Os resultados obtidos para os ensaios de hidrofilidade com amostras alvejadas com ozônio apresentaram-se inferiores aos resultados obtidos para as amostras alvejadas com peróxido de hidrogênio. Para a capilaridade, a amostra alvejada com peróxido de hi-drogênio utilizando detergente como auxiliar obteve melhor desempenho. Não foi observada diferença sig-nificativa nos resultados de dureza entre os métodos de alvejamento, por nenhum dos métodos de análise, embora ambos apresentaram redução de dureza em re-lação ao substrato sem tratamento.

Palavras-chave: Alvejamento, Ozonização, Tecido de malha.

¹Estudante - IF-SC, Jaraguá do Sul - [email protected] em Engenharia Química – IFSC, Jaraguá do Sul - [email protected]

QuÍmica têXtiL

AVALIAÇÃO DAS CONDIÇõES DE HIDROFILIDADE, CAPILARIDADE E PRESENÇA DE DUREZA (ÍONS DE CA E Mg) EM SUbSTRATO DE ALgODÃO ALVEjADO COM OZôNIO

AuToRES: ALINE BIANCHINI¹, HEIDERoSE HERPICH PICCoLI²

resumOEsse estudo apresenta avaliações das condições

de hidrofilidade, capilaridade e presença de dureza em substrato de algodão comparando amostras alvejadas com ozônio e com peróxido de hidrogênio. Para os dois métodos de alvejamento foram selecionadas duas re-ceitas: uma utilizando como produto auxiliar um deter-gente e outra utilizando dois produtos, detergente e dis-persante. As avaliações de hidrofilidade foram realizadas conforme a Norma ABNT NBR 13.000:2004, e as avalia-ções de capilaridade seguiram a Norma JIS L 1907:2004.

A determinação da presença de dureza foi realizada por dois métodos de preparação das amostras, diges-tão e extração, seguidas de análise volumétrica com Kit Merck – MColortest e metodologia do IPT-FURB, res-


alvejamento

aBstractThis study presents the evaluation of the conditions

of hydrophilization, capillarity and presence of hardness in cotton substrate comparing samples targeted with ozone and with hydrogen peroxide. For the two blea-ching methods two solutions were selected: one use as auxiliary product one detergent and the other com-prises two products, detergent and dispersant. The hy-drophilization evaluations were performed according to the ABNT NBR 13,000: 2004 standard, and the capillary evaluations followed the JIS Standard L 1907: 2004.

A determination of the presence of hardness was performed by two methods of sample preparation, di-gestion and extraction, followed Of volumetric analy-sis with Merck Kit - MColortest and methodology of IPT-FURB, respectively. The results obtained for the hy-drophilization tests with samples targeted with ozone were inferior to the results obtained for samples with hydrogen peroxide. For capillarity, a sample with hydro-gen peroxide used as detergent as auxiliary obtained better performance. There were no significant results in the treatment results between the methods of analysis by any of the methods of analysis, although the results were reduced relative to the untreated substrate.

Key-words: Bleaching, Ozonation, Knitted fabric.

1. intrOduçãODe acordo com um Caderno Setorial da SEBRAE

de 2008 a cadeia de produção têxtil pode ser organiza-da em três grandes unidades de produção, sendo elas: a Fiação, na qual o produto final são os fios; a Tecela-gem e o Beneficiamento de Tecidos, onde o produto final são os tecidos; e a Confecção de Vestuário, tendo como produto final peças de vestuário.

Os estudos realizados foram voltados para a uni-dade de beneficiamento de tecidos. Essa por sua vez pode ser novamente dividida em: primário, secundário e terciário, os quais compreendem respectivamente os processos de purga e alvejamento, tingimento e/ou estampagem e acabamento.

Conforme SCHMAEDECKE (2006), “nos últimos 50 anos as questões ambientais passaram a ter maior im-portância, tanto pelas exigências do mercado consu-midor quanto pela legislação ambiental cada vez mais rígida”. Da mesma forma, o processo de beneficiamento têxtil tem evoluído em decorrência de pesquisas que vi-

sam minimizar custos e impactos ambientais. Conside-rando especificamente o processo de alvejamento, no-vas alternativas que utilizam ultrassom, luz ultravioleta ou ozônio como agente oxidante para branqueamento, tem sido apresentadas em substituição ao uso tradicio-nal de peróxido de hidrogênio (PERINCEK et al, 2009).

Como consequência disso, avaliações das condi-ções do substrato alvejado com essas novas tecnolo-gias, se tornam necessárias a fim de evitar problemas em processos posteriores. Sendo assim, ensaios labo-ratoriais podem ser empregados em análises quali e quantitativas a respeito da hidrofilidade e da capilari-dade do tecido a fim de permitir a avaliação da condi-ção da amostra antes e após o tratamento ocorrido no processo de alvejamento.

Outra análise comumente realizada a fim de inves-tigar as condições de tecidos de algodão é a determi-nação da dureza desse, visto que em sua constituição existem contaminantes, como as cinzas, que apresen-tam metais alcalinos em sua constituição, como cálcio (Ca) e magnésio (Mg) e a presença destes metais in-fluencia principalmente nos processos de beneficia-mento secundário (LEwIN, 2007).

“O monitoramento da quantidade desses metais alcalinos pode ser realizado através de análises quantita-tivas, como por exemplo, espectrofotometria de absor-ção atômica’. (BARONI, Jr. et al, 2016). Através da técnica é possível determinar a concentração de cada íon em se-parado e assim obter a dureza total. Além dessa, técnicas como volumetria e eletroforese capilar também podem ser empregadas para essas análises, entretanto não dife-renciam os íons, informando a dureza total.

2. metOdOLOgia2.1. Pré-alvejamento com peróxido de hidrogênio

Os pré-alvejamentos com peróxido de hidrogênio foram realizados com amostras de 1,5 m de tecido de meia-malha 100% algodão no equipamento Jigger wJ. A relação de banho utilizada foi de 1:10. Os reagentes empregados nesse procedimento foram: água destilada, peróxido de hidrogênio (H2O2) – 200 volumes (3% sobre o peso do material), solução de hidróxido de sódio - NaOH 50% (3% sobre o peso do material), solução de detergen-te (1 g/L) e solução de detergente e dispersante (1 g/L).

Os alvejamentos foram testados de duas maneiras, uma delas com adição de uma solução umectante de de-


QuÍmica têXtiL

tergente (1 g/L) e a outra com uma solução de dispersante (1 g/L) juntamente com a solução de detergente (1 g/L).

Os reagentes foram adicionados simultaneamente, com exceção da solução de hidróxido de sódio, que foi adicionado quando a temperatura do processo foi atin-gida, ou seja, 95 °C. Após a adição do hidróxido de sódio o processo foi deixado por 20 minutos. Na sequência a amostra passou por uma lavagem com água destilada para remoção dos residuais de peróxido de hidrogênio e contaminantes solúveis. Por fim, as amostras foram transferidas a uma secadora por 180 minutos a 60 °C.

2.2. Pré-alvejamento com ozônio

Os pré-alvejamentos com ozônio foram realizados com amostras de tecido meia-malha 100% algodão pesando 10,00 +/- 0,02 g cada. As amostras foram alve-jadas separadamente em uma câmera de ozonização, na qual estava conectado um gerador de ozônio por meio de uma mangueira. Esse por sua vez, estava co-nectado ao cilindro de oxigênio. A vazão de oxigênio utilizada para o procedimento foi de 2 L/min o qual gerava 12 g/h de ozônio.

Após realização do ajuste da massa das amostras, algumas dessas foram umectadas em solução de de-tergente (1 g/L) e outras em solução de detergente e dispersante (1 g/L) afim de testar as duas formulações. Na sequência, as amostras umectadas passavam por um Foulard onde eram espremidas e atingiam o pick up diferencial de 55% em peso.

A seguir, as amostras passavam para a câmera de ozonização, onde permaneciam por 10 minutos para ação do ozônio. Decorrido o tempo de ozonização as amostras foram levadas para lavagem em béqueres com

água destilada sob aquecimento. As amostras foram mantidas nessa condição por 10 minutos a 60 °C. Por fim, as amostras foram transferidas a uma secadora por onde permaneceram por 180 minutos a 60 °C. (PICCOLI, 2014).

2.3. Ensaios de hidrofilidade As análises de hidrofilidade foram baseadas na

Norma ABNT NBR 13.000. Os materiais utilizados para os ensaios foram: a amostra, corante azul (1 g/L), basti-dores, conta gotas e cronômetro. O ensaio foi realizado com a amostra presa nos bastidores.

Foram dispendidas cinco gotas da solução do co-rante na amostra, a uma altura de 4 cm acima da amostra com o auxílio de um conta gotas - o tempo ideal previs-to para a absorção da gota pelo tecido é de 5 segundos.

Acionou-se o cronômetro simultaneamente ao lançamento da gota da solução de corante. O tempo foi cronometrado até 60 segundos. Após esse tempo, se ainda houvesse formação de gota, era parado o cro-nômetro e considerado que o tecido não apresentou condições satisfatórias de hidrofilidade.

O cronômetro foi parado quando a solução foi to-talmente absorvida e então foi realizado o cálculo da média do tempo da absorção e análise da mancha for-mada pela absorção. Para apresentar uma boa hidrofi-lidade são esperadas manchas ovais ou arredondadas.

2.4. Ensaios de capilaridadePara a realização desse ensaio foram seguidos os

parâmetros do Método Analítico JIS L 1907:2004. Os ma-teriais utilizados foram: a amostra de tecido, solução de corante azul (1 g/L), cuba para conter a solução de coran-te, haste para fixar as amostras de tecido e cronômetro.

Figura 1. Aparato utilizado para os ensaios de hidrofilidade.

alvejamento


QUÍMICA TÊXTIL


O ensaio foi realizado com amostras de tecido (18 cm x 2,5 cm), fixados em uma haste sob uma cuba que con-tinha a solução de corante. Os 3 primeiros centímetros da amostra foram deixados em imersão na solução de coran-te, onde as amostras permaneceram por 10 minutos.

Nos 15 cm restantes da amostra foram feitas mar-cações de 1 em 1 cm, para análise da distribuição do corante pela amostra. Com essa técnica também foi possível avaliar o formato da mancha apresentada por essa distribuição dentro do tempo esperado.

2.5. Determinação de dureza da amostraPara os ensaios de dureza pelo método de pre-

paração das amostras por digestão e análise com Kit Merck, amostras de tecido pesando 5,000X g foram cal-cinadas em mufla a temperatura de 600 °C por 6 horas.

O resíduo de cinzas resultante da calcinação foi di-luído em 6 mL de ácido clorídrico (HCl) 10%. Em segui-da, o pH dessa solução foi ajustado com uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) 20% para que atingisse a faixa indicada de 6 – 8. O volume resultante gerado na preparação destas amostras foi de 66 mL. Essas foram então identificadas e acondicionadas em tubos falcons e utilizadas nas análises por titulometria com Kit Merck.

Essas amostras digeridas foram empregadas nas titulações com as soluções padrões do Kit Merck – MCo-

lortest, sendo utilizados para essa titulação 5 mL da solu-ção da amostra digerida, três gotas do indicador Negro de Eriocromo T e X mL do titulante Edta dissódico.

Os valores de titulante consumidos foram expressos em quantidade de óxido de cálcio em ppm e grau de du-reza alemão (ºd) presente na amostra. Porém, na indústria têxtil, a dureza do tecido de algodão é comumente ex-pressa em ppm de carbonato de cálcio (CaCO3). Por isso os valores obtidos nos ensaios foram convertidos para quantidade de carbonato de cálcio.

Os ensaios de determinação da dureza total seguin-do a metodologia do IPT FURB com preparo das amos-tras por extração teve o mesmo objetivo que o método por digestão. A diferença entre eles esteve no modo de preparação das amostras para serem analisadas e nas so-luções empregadas no ensaio. Essas não eram padrões, mas sim previamente preparadas no Laboratório do IFSC.

Amostras de tecido pesando 5,000X g de tecido foram adicionadas a 125 mL de uma solução de de-tergente com pH igual a 2 e levadas a fervura em uma chapa de aquecimento por 30 minutos. Na sequência, a solução de detergente e tecido foi titulada com a so-lução de Edta dissódico previamente preparada. Com o valor de titulante gasto foram realizados cálculos para determinação de dureza total das amostras, ex-presso em ppm de carbonato de cálcio (VOGEL, 2016).

Figura 2. Aparato utilizado para os ensaios de capilaridade.

alvejamento


QUÍMICA TÊXTIL


3. resuLtadOsNos ensaios de hidrofilidade as amostras cruas

apresentaram absorção completa do corante somente após os 60 segundos, sendo consideradas com hidrofi-lidade insatisfatória.

Esse comportamento era esperado visto que a es-sas amostras não foram aplicados tratamentos de re-moção dos contaminantes.

As amostras pré-alvejadas pelo método com peró-xido de hidrogênio e detergente apresentaram resul-tados dentro do esperado, com média de absorção de 5,4 segundos, enquanto as alvejadas pelo mesmo oxi-dante com adição da solução de detergente e disper-sante apresentaram média de absorção de 8 segundos. Ambas tiveram o formato da gota uniforme. Desse modo, nas duas possibilidades de avaliação atenderam às necessidades do beneficiamento secundário.

As amostras alvejadas pelo método com ozô-nio apresentaram resultados inferiores: 11,6 segun-dos para amostras processadas com detergente e 19,4 segundos para amostras processadas com detergente e dispersante. Assim, constatou-se que o processo utilizando ozônio não conseguiu remo-ver completamente as ceras e gorduras presentes no tecido. A etapa de saponificação que ocorre no alvejamento convencional devido à presença de hidróxido de sódio se mostrou determinante na remoção completa desses contaminantes da fibra de algodão. Apesar do tempo de absorção não ter sido suficiente, o formato das gotas apresentaram--se entre circulares e ovais, demonstrando unifor-midade nos tratamentos.

Quanto aos resultados obtidos nos ensaios de ca-pilaridade, as amostras alvejadas pelos dois métodos utilizando somente detergente como produto auxiliar apresentaram boa capilaridade, além de formato uni-forme quanto a marca formada pela distribuição do corante pela amostra.

As amostras tratadas com a presença de disper-sante não mostraram nenhuma capilaridade. Dessa forma, verificou-se uma influência por parte do dis-persante inibindo a capilaridade no tecido. Contudo, como foi testado apenas um produto dispersante, não foi possível afirmar se esse auxiliar em específico oca-sionou o efeito ou se é uma interferência dessa classe de produto. Mais estudos devem ser realizados a fim de esclarecer essa informação.

alvejamento


QUÍMICA TÊXTIL


Quanto aos dois ensaios de determinação de dureza das amostras foi constatado que em ambos as amostras alvejadas pelos dois métodos apre-sentaram redução no valor de dureza. As amostras alvejadas com ozônio apresentaram aproximada-mente 50% de redução e as amostras alvejadas pelo método com peróxido de hidrogênio mostra-ram redução de 20%.

Devido à metodologia, pode-se afirmar que a re-moção da dureza ocorreu na lavagem após a ozoni-zação. A aplicação do ozônio facilitou a solubilização desses componentes.

As Figuras 03 e 04 a seguir indicam os valores ob-tidos para dureza total das amostras alvejadas pelos dois métodos com a utilização dos diferentes produtos auxiliares.

4. cOncLusãOA partir dos resultados obtidos nos ensaios foi

possível afirmar que as amostras alvejadas pelo méto-do com peróxido de hidrogênio apresentam na maio-ria dos ensaios melhores resultados em comparação com as amostras alvejadas pelo método com ozônio.

Para a análise de hidrofilidade, ficou evidenciado que as amostras alvejadas no processo com ozônio não atenderam ao requisito de 5 segundos. Entretan-to, apresentaram absorção menor que 60 segundos, o que indica possibilidade de aplicação desse processo para a maioria dos tecidos a serem tingidos sem que haja problemas de manchamentos.

Quanto à capilaridade, foi observado que a mi-gração do corante pelos tecidos alvejados com ozônio ficou muito prejudicada. Praticamente não houve mi-gração da solução de corante, o que seria refletido em dificuldades de uniformização no tingimento e/ou es-tampagem. Além disso, em todos os ensaios realizados os resultados obtidos com as amostras alvejadas com adição de detergente e dispersante como produtos auxiliares apresentaram resultados inferiores aos obti-dos com as amostras com adição apenas de detergen-te como produto auxiliar.

Dessa forma, foi verificada uma influência por parte do dispersante inibindo principalmente a ca-pilaridade no tecido, porém foi testado apenas um produto dispersante, não foi possível afirmar se esse auxiliar em específico ocasionou o efeito ou se essa é uma interferência dessa classe de produto. Como sugestão, mais estudos devem ser realizados a fim de esclarecer essa informação.

Com base nos resultados de dureza obtidos, foi verificado que o processo de alvejamento com ozônio remove satisfatoriamente os íons de Ca e Mg, apresentando um desempenho superior ao processo com peróxido de hidrogênio. Dessa for-ma os processos de tingimento não seriam afeta-dos por esse quesito.

Em suma, os resultados obtidos para o processo de alvejamento com ozônio demonstraram valores que não impediriam a aplicação de processos de be-neficiamento secundário com qualidade satisfató-ria. Foi constatada sim uma necessidade de levar em consideração essas interferências, mas sem que esse processo seja restrito para as aplicações seguintes do processo têxtil.

Figura 3. Dureza total das amostras.

Figura 4. Teor de Dureza Total.

Dureza total (ppm CaCo3)

Amostra Digestão Extração

Cru 3.818 -

H2O2 D 3.080 -

H2O2 DD 3.300 -

O3 D 1.818 1.987

O3 DD 1.841 1.538

alvejamento

Teor de Dureza Total

ppm CaCo3

O3 DD

O3 D

H2O2 DD

H2O2 D

Cru

0 1.000 2.000 3.000 4.000

Proc

esso

de

alve

jam

ento

DigestãoExtração



FURB – UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAUCentro de Ciências Exatas e Naturais - Departamento de Química

QuÍmica têXtiL

PROCESSO DE TINgIMENTO COM CORANTES REATIVOS UTILIZANDO ÁgUA INDUSTRIAL RECUPERADA

AuToRES: ADAIR uRBANSKI

resumOEmbora o Brasil seja o primeiro país em disponi-

bilidade hídrica em rios do mundo, a poluição e o uso inadequado comprometem esse recurso em várias re-giões do País. A demanda crescente de racionalização do consumo, levou-se a considerar, nestes últimos anos, a possibilidade e em alguns casos, a necessidade de se reutilizar a água descarregada pela indústria após sua utilização. Se analisar-se os consumos de água numa in-dústria têxtil, tinturaria de malhas, notaria-se que o maior consumo de água se dará nas operações de enxague e lavação nos banhos de tingimento, por este motivo este trabalho tem como fundamentação a implantação do uso da água recuperada, tratada com um sistema de fil-tro de troca iônica, em tingimentos com corantes reati-vos e lavações de malhas tingidas com corantes reativos.

Neste trabalho utilizamos corantes da linha Drimaren X e Cibacron H para tingimentos com quatro cores dife-rentes: Azul, Amarela, Vermelho e Verde. Para cada cor foram realizados quatro tingimentos: um tingimento com água industrial e a sua lavação também utilizan-do água industrial, um segundo tingimento utilizando água recuperada e sua lavação feita com água industrial, o terceiro tingimento utilizando água recuperada com menos 2,0g/l de sal e realizado a lavação com água in-dustrial e um quarto processo utilizando água industrial para tingir e lavação com água recuperada. Analisou-se a viabilidade da utilização da água recuperada em pro-cessos de tingimentos. Quanto aos testes de solidez ao cloro e a luz, em todas as situações ficaram dentro do padrão exigido pela empresa. Já nos processos de lava-ções, que se utilizou água recuperada para lavar, não se


teve sucesso, pois a quantidade de cloreto existente na água recuperada comprometeu os resultados quanto a lavabilidade destes corantes. Nas cores azul, verde e ver-melho a nota do teste de solidez ficou abaixo do exigi-do pela empresa. Os resultados mostram restrições em algumas cores, pois será necessário o desenvolvimento da cor em laboratório com água recuperada.

Palavras chaves: água recuperada, filtro de troca iôni-ca, tingimento reativo

1. intrOduçãOA indústria têxtil tem como um de seus princi-

pais insumos a água. Porém, a cada dia que passa este insumo está ficando cada vez mais escasso, não só para as indústrias em geral como também para toda a população mundial. Segundo Brasiléia (2008), cinco bilhões de pessoas, no mundo, sofrerão com a escas-sez de água. O alerta é da agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), com respaldo do secretário geral da ONU, Kofi Annan. A ONU prevê que o aces-so a água será uma das principais causas de conflitos e guerras na África nos próximos 25 anos. Provavel-mente, ocorrerão disputas mais intensas em zonas com rios e lagos explorados por mais de um país. A atual ameaça de escassez que paira sobre dois terços da população mundial pode resultar em guerras nos próximos anos. Uma pessoa em cada cinco atualmen-te não tem acesso à água potável, e uma em cada três não dispõe de recursos de saneamento adequados. Estima-se que o Brasil disponha de 20% das reservas mundiais - grande parte delas no subterrâneo. So-mente o sistema Aqüífero Guarani, que compreen-dem oito estados brasileiros e os três países vizinhos e parceiros do Mercosul, abrigam reservas de águas doces da ordem de 45.000 km3. (BASILÉIA 2008)

A demanda crescente de racionalização do consu-mo e utilização de um bem tão fundamental como a água, levou a considerar, nestes últimos anos, a possibi-lidade e em alguns casos, a necessidade de se reutilizar a água descarregada pela indústria após sua utilização.

A premissa fundamental para o desenvolvimen-to desta tecnologia era o de obter, com baixos custos operacionais, um alto rendimento da primeira fase do processo, isto é, na parte de tratamento biológico. Com este sistema já foram alcançados, há alguns anos, uma redução dos parâmetros que gira em torno de 90-

95%; a qualidade da água é tal que, em alguns casos, é possível recuperá-la sem tratamento posterior.

Se for analisar o consumo de água numa indústria têxtil, tinturaria de malhas, serão notado, como o maior consumo de água se dará nas operações de enxague e lavação nos banhos de tingimento.

O limite da quantidade de água recuperável é determinado por vários fatores, tais como o custo da captação e estocagem da água bruta, a salinidade resi-dual, a qualidade da fiação e do tecido produzido e os limites impostos.

A empresa Malwee Malhas Ltda recupera 45% de água através do sistema de resina de troca iônica, mas destes 45% de água que são recuperada, apenas 18% estão sendo utilizadas nos processos de tinturaria.

Depois da água utilizada na fábrica para fazer tingi-mentos, lavações de tecidos e estampas e, ainda, para o uso geral (jardim, banheiros, lavações de piso), a água con-taminada vai para um tanque chamado tanque de equali-zação. A partir deste ponto, a água é chamada de efluente.

No tanque de equalização, todo o efluente se mis-tura com a ajuda de ar comprimido. Este processo fará com que o efluente tenha um pH constante em seu interior, mantendo homogeinidade no sistema.

Após passar pelo tanque de equalização, o efluen-te é encaminhado ao tanque biológico. Ele é o maior da estação de tratamento de efluente da Malwee e possui a capacidade para armazenar 11 milhões de li-tros de água. Se o tanque estiver vazio, mesmo com a produção da empresa trabalhando normalmente, ele demoraria de 4 a 5 dias para encher.

Neste tanque, existem diversos microorganismos (bactérias, protozoários, etc) que necessitam matéria orgânica (alimento), oxigênio e de certa movimenta-ção, pois muitos deles não se locomovem sozinhos para fazer a sua tarefa, que consiste em deixar o efluen-te limpo para ser devolvido ao rio ou então ser reutili-zado. Para que isso aconteça, o efluente bruto (efluen-te a ser tratado) entra neste tanque como alimento aos microorganismos e, durante este processo, é injetado uma quantidade controlada de oxigênio. Para estimu-lar estes microorganismos, o tanque ainda possui mis-turadores que mantêm o efluente sempre circulando dentro do tanque biológico.

O efluente permanece de 4 a 5 dias dentro do tan-que biológico. Já com boa qualidade, ele passa por um sistema de misturadores estáticos onde é adicionado

tingimento


QuÍmica têXtiL

o descolorante, um produto químico que serve para ajudar a remover a cor residual do efluente.

Passado pelo misturador, o efluente segue ao de-cantador onde a sujeira sólida (flocos de lodo com mi-croorganismos) se deposita no fundo do tanque e a água já tratada segue, parte para o rio e parte para ser reutilizada no processo industrial. Aproximadamente, 90% do lodo depositado no fundo deste decantador, é devolvido ao tanque biológico, pois é rico em microor-ganismos necessários para a limpeza (depuração) do efluente. A outra parte do lodo é descartada após passar por uma espécie de centrífuga para depois ser deposi-tada no aterro industrial da empresa, no Parque Malwee.

A reciclagem de água da ETE para uso nos pro-cessos de tingimentos ou lavações geraria uma grande economia no consumo de água e energia.

Tendo conhecimento destes fatos, propôs-se es-tudar-se a reutilização da água proveniente da ETE que iria para o rio. Está água vai ser tratada com resinas de troca iônica e reutilizada tanto em processos de tingi-mento de tecidos de algodão como em lavação.

1.1. Conceitos básicos1.1.1. Resinas de troca iônica

Segundo Heck (1990) troca iônica é a transferência de íons, específicos, de uma solução pouco concentra-da para outra, mais concentrada, por meio do fenôme-no de uma resina trocar seus íons fracamente ligados por outros, da solução, quando a resina e a solução são postas em contato. À semelhança da extração por sol-vente, a troca iônica é executada para se atingir o obje-tivo de separação – pois, a lixiviação não é tão seletiva quanto se deseja e a presença de íons nocivos no pro-cedimento extrativo demanda medidas adicionais de purificação da solução aquosa. Esse processo, da mes-ma forma, também abre a possibilidade de se efetuar o enriquecimento de soluções diluídas.

O contato da resina orgânica com a solução aquo-sa é executado por duas vezes consecutivas na troca iônica; na primeira vez, os íons do metal de valor são transferidos da solução aquosa inicial (lixívia) para a resina; na segunda, passam dela para uma solução aquosa final, da qual será obtido o metal. A resina é es-colhida por ser uma substância onde somente os íons desejados possuem alta afinidade; como resultado to-mando-se os cuidados para que a solução aquosa final seja de pequeno volume obtém-se uma solução com

uma concentração maior dos íons do metal de valor e (idealmente) livre de íons nocivos. A transferência dos íons entre a lixívia e a resina orgânica é chamada de carregamento e a sua transferência, dessa para a solu-ção aquosa final, chama-se eluição.

Quando íons se ligam de forma permanente à re-sina, diz-se que houve o “envenenamento” da resina. Substâncias orgânicas, compostos sulfatados e a sílica são agentes comuns de envenenamento. Isso não sig-nifica, necessariamente, um dano irrecuperável.

O processo se realiza em batelada ou de forma con-tínua. No primeiro caso usa-se três reatores: enquanto um está sendo carregado, outro recebe a solução aquosa ex-cedente do primeiro, enquanto que um terceiro sofre a eluição, Ao final do carregamento, o reator carregado pas-sa a sofrer a eluição, enquanto aquele que recebia a solu-ção excedente passa a sofrer o carregamento, assim por diante. No segundo caso, a resina (em partículas) transita entre um reator onde só se dá a etapa de carregamento e outro onde só é realizada a etapa de eluição.

A seletividade na troca iônica é efetivada com base na afinidade entre a resina e o íon de interesse; porém, mesmo que vários tipos de íons se liguem à resina, a seletividade pode obtida durante a eluição. Assim, um íon pode dissolver da resina mais facilmente (ou, ao contrário, mais dificilmente) que outros e pode, então, ser recolhido isoladamente. (HECK, 1990).

Segundo Gonzales (2002) a operação de troca iônica é a troca entre íons presentes em uma solução (contaminastes), e íons sólidos presentes na resina.

Existem resinas trocadoras de cátions e resinas tro-cadoras de ânions. Segundo Gonzales (2002) a classifi-cação dos trocadores iônicos se dão:

Por sua natureza:• Trocadoresorgânicos(sintéticos–Naturais)• TocadoresInorgânicos(sintéticos–Naturais)• Pelasuaestrutura:• TipoGel;• ResinasMacroporosas;• Resinasisoporosas;• PelogrupoFuncional:• ResinasCatódicasdeÁcidoforte;• ResinasCatódicasdeÁcidofraco;• ResinasAniônicasdeBaseForte;• ResinasAniônicasdeBasefraca;• Resinasquelantes.


1.1.1.1. Classificação das resinas quanto a naturezaResinas orgânicas Naturais• Quitina: É umpolímero linear de elevadamassa

molecular, que existe nas paredes celulares de al-guns fungos e na crosta de crustáceos.

• Chitosana:Éumpolímeronaturalderivadodaqui-tina, obtido pela desacetilação desta, é utilizado como um polímero quelante de metais.

• Ácidoalgínico:Éumcomponentedaestruturadasalgas marrons, é um polímero forte (dá suporte) e ao mesmo tempo flexível. Pode ser ou não solúvel em água.

• Celulose:Acelulosenaturaltempropriedadesdetroca iônica devido aos grupos carboxilas que tem na sua estrutura. (GONZALES, 2002)

Resinas InorgânicasNaturais: • Aluminosilicatos(zeolitas);• Argilasminerais;Sintéticas: • Óxidosmetálicoshidratados (óxidodetitâniohi-

dratado); • Sais insolúveisdemetaispolivalentes (fosfatode

titânio); • Saisinsolúveisdeheteropoliácidos(molibdofosfa-

to amônico);• Zeolitassintéticas.(GONZALES, 2002).

1.1.1.2. Quanto a estrutura da Rede PoliméricaTipo gel

Segundo Gonzales (2002) as resinas conhecidas como micro porosas (tamanho de poro pequeno 1 nm) são polímeros homogêneos, e seus sítios ativos estão distribuídos de maneira igual através de toda a esfera.

Resinas macro porosas Segundo Gonzales (2002) as resinas chamadas

também macro reticulares (100 nm) ou de poros fixos, são preparadas através de um processo que deixa uma rede com grandes poros que permitem a difusão até os sítios interiores, estas resinas tem uma aparência es-ponjosa, permitindo uma boa interação entre os íons e os sítios ativos. Porém a resina tem uma menor ca-pacidade porque as esferas contem uma menor quan-tidade de sítios ativos, já que os poros podem ocupar

entre o 10 e 30% do espaço da resina, o que reduz a sua capacidade de troca iônica.

1.1.1.3. Tipos de ResinasResinas catiônicas de ácido forte

Segundo Gonzales (2002) as resinas catiónicas de ácido forte são produzidas por sulfonação do polímero com ácido sulfúrico. O grupo funcional é o ácido sulfô-nico, -SO3H, estas resinas podem ser usadas em qual-quer pH, separam todos os sais e necessitam de uma quantidade elevada de regenerante. Esta é a resina que é escolhida para quase todas as aplicações de abranda-mento de água.

Resinas catiÔnicas de ácido fracoSegundo Gonzales (2002) as resinas catiônicas de

ácido fraco, o grupo funcional é um ácido carboxílico -COOH, presente em um dos componentes, principal-mente o ácido acrílico ou metacrílico. Este tipo de re-sina é altamente eficiente e não precisa de uma quan-tidade elevada de regenerante, estas resinas tem uma menor capacidade de troca iônica devido à variação na velocidade do fluxo e a baixas temperaturas.

Resinas aniônicas de base forteSegundo Gonzales (2002) as resinas aniônicas de

base forte, são obtidas a partir da reação de estireno com aminas terciárias. O grupo funcional é um sal de amônio quaternário. Os dois grupos principais destas resinas po-dem ser do Tipo 1 (com três grupos metila) e as de tipo 2 (um grupo etanol substitui um dos grupos metila).

Resinas aniônicas de base fraca Segundo Gonzales (2002) as resinas aniônicas de

base fraca, são resinas funcionalizadas com grupos de amina primária (NH4), secundária (NHR), e terciária (NR2). Podem ser aplicadas na adsorção de ácidos for-tes com boa capacidade, mas sua cinética é lenta.

Resinas QuelantesSegundo Gonzales (2002) as resinas quelantes, são

seletivas, mas são pouco utilizadas pelo seu custo ele-vado e as cinéticas lentas.

1.2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICAMuitos estudos vem sendo realizados usando tra-

tamentos de efluentes têxteis. No decorrer deste item

tingimento


QuÍmica têXtiL

serão apresentados alguns trabalhos reportados na li-teratura. De acordo com SANTOS e SANTAELLA (2002), os efluentes têxteis tem uma coloração altamente carregada devido aos corantes que não esgotam to-talmente nas fibras nas operações de tingimento, cuja eficiência de fixação varia com a classe do corante uti-lizado. Segundo CIARDELLI et al. (2000), os processos úmidos nas indústrias têxteis requerem água de boa qualidade e baixos índices de corantes, detergentes e sólidos suspensos. Logo, um tratamento de purificação para reciclo de água deve ter um desempenho melhor do que para a descarga simples de acordo com os limi-tes impostos pela legislação.

Entrou em operação no ano de 2008 o maior pro-jeto de reuso de água industrial do Brasil. A Petrobras, que investiu em um sistema moderno com biorreato-res de membrana, eletrodiálise reversa, membranas de osmose reversa, ultra e micro filtração, filtros de carvão ativado e de cascas de nozes.

Na primeira etapa, uma clarificação/floculação para remoção de sólidos da Degrémont, o DensaDeg (que usa o lodo como incremento da floculação, fun-cionando como nucleador), complementa o sistema de lodos ativados para produzir água de reuso e deixar de descartar efluente. Já na refinaria mineira, a decan-tação acelerada Actiflo (clarificação lastreada pelo uso de microareia e da sedimentação lamelar), da Veolia, acoplada a um sistema de eletrodiálise reversa, tratará 60m³/h de efluentes (de um total de 300m³/h hoje des-cartados pela Regap) para reuso em reposição de água em torres de resfriamento. “Desta forma tem-se como experiência para outras refinarias”. (FURTADO 2008).

Os efluentes têxteis têm uma carga grande de co-rantes mantendo assim uma coloração intensa, dificul-tando o seu tratamento. Por este motivo foi desenvol-vido o processo de remoção de cor e DQO através da ozonização. Verificou-se que o pH da solução afeta dire-tamente a decomposição do ozônio. A DQO por sua vez, diminui com o aumento do tempo de ozonização. A efi-ciência da ozonização chega a 96% na remoção de cor, o que comprova sua eficiência. (Costa e Souza, 2009).

O rigor legislativo está aumentando cada vez mais quando se fala em meio ambiente e ecologia. Um dos grandes vilões desta história, são os efluentes têxteis, que nos dias de hoje tiveram que se adaptar a esta moda. Por este motivo aumentou os estudos referente ao efluente têxtil. Um novo conceito está sendo estudado por Cam-

boim (2010), que desenvolveu um processo de tratamen-to de efluente de tinturaria de tecido, na qual se utiliza corantes reativos, uma técnica de eletroflotação. Nesta técnica utiliza-se eletrodos de ferro e alumínio.

Segundo Araujo e yokoyama (2005), o uso combi-nado de peróxido de hidrogênio e radiação ultravioleta é muito eficiente na remoção de cor de um efluente têxtil composto por corantes reativos. O uso de uma concentração de H2O2 de 20 mM é eficaz para descolorir os corantes reativos Azul Marinho Drimarene X-GN150 e Vermelho Drimarene X-6BN 150. O uso de uma dosa-gem de peróxido de hidrogênio superior a este valor não apresenta resultados efetivos. Os radicais livres OH, são capazes de oxidar o grupamento azo (N=N), redu-zindo a cor e a concentração dos corantes reativos, além de oxidar a carga orgânica gerada, reduzindo a Deman-da Química de Oxigênio por mais que 90%.

Segundo Souza e Forgiarini (2006), a substituição dos produtos químicos convencionais por enzimas, nos pro-cessos têxteis, ajuda no tratamento de efluentes devido a boa biodegradabilidade das enzimas e redução de água e energia na sua aplicação. As enzimas oxidativas repre-sentam papel importante nos processos têxteis e na des-contaminação dos efluentes têxteis. O uso das enzimas também reduz o custo do processo, levando em conta a aplicação da enzima, a economia de energia, vapor, água e a diminuição de resíduos a ser tratado no efluente.

A osmose reversa segundo Schneider (2001) é uti-lizada para dessalinizar águas marinhas, águas salobras e águas de superfície. A pressão aplicada deve superar a pressão osmótica da solução para separar os sais da água. Na prática, a pressão de operação deve superar também a resistência da membrana, a resistência da zona de concentração-polarização e a resistência inter-na do equipamento. As pressões de operação reais são, portanto, mais elevadas do que a pressão osmótica da solução. Nesse processo empregam-se membranas sintéticas porosas com tamanhos de poros tão peque-nos que filtram os sais dissolvidos na água. Para que a água passe pelas membranas, é necessário pressurizar a água com pressões maiores de 10 kgf/cm2. Os fabri-cantes de membrana esforçam-se com sucesso para desenvolver novos produtos/ membranas que filtrem mais sais com pressões menores.

Akbari, Remigy e Aptel (2002) estudaram o desem-penho de uma membrana de nanofiltração no trata-mento de efluentes têxteis de tingimentos de poliamida


com corantes aniônicos. A conclusão a que se chega, é ineficaz devido aos seus poros fechados. Na presença de sal, a pressão osmótica resulta em uma redução ainda maior do fluxo, aumentando a sua eficiência.

Segundo Kim (2009), a osmose reversa é um pro-cesso que permite a remoção dos sólidos dissolvidos de um determinado efluente por meio da filtração através de uma membrana semipermeável, sob pres-são superior à exercida pela pressão osmótica dos só-lidos dissolvidos no líquido a ser filtrado. Dependendo desta pressão osmótica, a pressurização no processo pode variar desde pressões relativamente baixas, de 3 a 5 bar, até 50 ou 60 bar de pressão, podendo, inclusive, superar estes valores. As membranas são constituídas por um polímero semipermeável, eficiente na reten-ção de sólidos, com dimensões compreendidas entre 0,002 a 10,0 μm. Essas características fazem com que haja a necessidade de um pré- tratamento do afluen-te à unidade de osmose reversa, como a filtração com areia e carvão ativado, por exemplo.

Entende-se por osmose a difusão de um líquido através de uma membrana semipermeável (no caso ideal, permeável apenas ao solvente e não ao soluto) separadora de duas soluções com diferentes concentra-ções. O fluxo líquido é da solução mais diluída (a qual tem uma maior concentração em solvente) para a mais concentrada, isto é, no sentido de igualar as concentra-ções do soluto e do solvente. O nível líquido sobe na solução mais concentrada e a diferença de pressão hi-drostática resultante contraria o fluxo osmótico. Uma situação será eventualmente atingida em que a referida diferença de pressão anula o fluxo do fluído; esta toma o nome de pressão osmótica da solução se esta estiver separada, pela membrana semipermeável, do solvente puro. A pressão osmótica de uma solução pode, portan-to, ser definida como a diferença de pressão requerida para produzir um fluxo nulo de solvente para a solução (JIRARATANANON, SUNGPET e LUANGSOwAN, 2002).

Conforme resultados do trabalho de Scapini (2007), na técnica de Osmose Reversa trabalhou-se apenas com o efluente final (de uma empresa de cur-timento de couro). O efluente final (entrada do siste-ma) possuía uma leve coloração marrom. Após a rea-lização de análises, todos os parâmetros do efluente final diminuem significativamente após passagem pela Osmose Reversa. A técnica de osmose rever-sa reduziu o Cromo, a DBO5 e os Sólidos Suspensos

em aproximadamente 100%, e os demais valores por mais que 70% (Fósforo Total, Nitrogênio Total, Sólidos Sedimentáveis, Sólidos Suspensos e cloretos). O pro-cesso trabalhou com a vazão do rejeito de 9L/min e a vazão do permeado de 1,6 L/min.

Segundo Soares (2006) a instalação de aparelhos de osmose reversa cresceu consideravelmente no Brasil nestes últimos anos, principalmente na região Nordeste. A dessalinização das águas pode ser a única saída para acabar com a falta de água no semi-árido do nordeste brasileiro, mas é necessário que se consi-derem os riscos ambientais decorrentes, isto porque, na dessalinização se gera, além da água potável, o re-jeito como sub-produto que é altamente salino e de poder poluente elevado. Ao contrário de outros países, no Brasil a dessalinização de águas se processa me-diante o uso de instalações de pequena capacidade. Mesmo assim deve-se preocupar pelo risco ambiental. Uma alternativa que merece um estudo aprofundado é o cultivo de plantas com tolerancia a águas salinas. Estas plantas têm tolerância que pode chegar a 15g de cloreto de sódio por litro, equivalente a metade da concentração da água do mar. Estas plantas absorvem, por exemplo, o cloreto de sódio em altas taxas, acumu-lando-o em suas folhas para estabelecer um equilíbrio osmótico com o baixo potencial da água presente no solo. Esta alternativa poderia ser uma boa opção para os descartes do tratamento das águas salinas.

Levando em consideração a escassez da água, Costanzi (2005) estudou a viabilidade de um sistema de tratamento de efluente composto por reator ae-róbio associado a membranas de ultrafiltração (reator biológico com membranas externas), visando produzir água para reuso. Os resultados qualitativos observados demonstram maior eficiência de remoção das variá-veis analisadas quando comparados com sistemas de lodos ativados convencionais. Observou-se, a possibi-lidade de diversos usos, porém, foi verificada a neces-sidade de remoção de sais para alguns tipos de reuso, tais como em sistemas de resfriamento industrial, de-vido, principalmente, à elevada concentração de cálcio e magnésio. Foi observado um aumento elevado da eficiência de remoção de sólidos e DQO em relação ao sistema de lodos ativados convencional.

Segundo Amorim (2002), dos resultados da aplica-ção dos processos com membranas pode-se destacar a redução do consumo de matérias primas, água e ener-

tingimento

QUÍMICA TÊXTIL


gia, redução da carga poluente rejeitada e redução de resíduos sólidos gerados, a um custo ambientalmente aceitável. Devido ao elevado custo das membranas e reduzido tempo de vida, a utilização de técnicas de separação com membranas nas industrias têxteis foi lenta, contudo hoje observa-se um aumento do custo do tratamento de efluentes acompanhado de um de-créscimo significativo no custo das membranas e um aumento do tempo de vida destas o que tem levado a um crescimento significativo de sistemas de tratamen-to com membranas, Desta forma pode-se afirmar que a utilização de membranas para reciclar água é uma realidade e está sendo cada vez mais viável.

Chiarello e colaboradores (2008), estudaram uma nova técnica de tratamento de efluente através de cin-zas de casca de arroz para ser reaproveitada em tingi-mentos de tecido de algodão com corantes reativos. Com este tratamento conseguiu-se uma eficiência que variou entre 87 e 98,5% na remoção da cor. Nos tin-gimentos, os resultados foram satisfatórios em relação a reprodutibilidade, onde o ΔE ficou entre 0,24 a 1,05 que é um limite aceitável para aquele processo. Já o K/S teve uma pequena variação de 0,6 unidades do tecido tingido com água recuperada em relação ao padrão.

Segundo os autores, este adsorvente tem a van-tagem de ser abundante nas industrias de beneficia-mento de arroz.

Também visando o reuso de água, Ferrari e cola-boradores (2008), estudaram a viabilidade de reutilizar o efluente de uma mercerizadeira para tingir artigos de malha de algodão com corantes reativos. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios em relação ao ΔE, K/S e solidez à lavagem, apesar de serem necessários pequenos ajustes nas receitas. Se teve um ganho com a redução do eletrólito, pois o mesmo é gerado na neutralização do efluente, e a economia de água pode chegar a quase 17%.

2. OBjetiVOsobjetivo geral

Este trabalho teve como objetivo aumentar o uso da água da estação de tratamento de efluentes, que é recuperada por um sistema de filtração de resina de troca iônica, em tingimentos de algodão com coran-tes reativos, e em lavação de tecidos de malha tingidos com corantes reativos, já que esta água só esta sendo usada em tratamentos primários dos processos têxteis.

objetivos Específicos• Recuperar a água da estação de tratamento de

efluentes para a reutilização nos processos de tin-gimento e lavação;

• Definirolimitedeutilizaçãodaáguarecuperada;• Verificarainterferênciadesaisdecloretosesulfa-

tos presentes na água recuperada nos processos de tingimento;

• Tingirelavarsubstratos100%algodão(tecidodemalha) com água proveniente da estação de tra-tamento de efluentes, passada pelo processo de recuperação.

3. métOdOs e materiaisPara a implementação desta proposta e cumpri-

mento da metodologia de pesquisa foram necessários os seguintes recursos materiais.

3.1. Materiais3.1.1. Materiais permanentes• MáquinadetingirEsgotamento(Thies);• XenoTest(Atlas);• Espectrofotômetro para análises líquidas (HACH

DR 2800);• Espectrofotômetroparaanálisecolorimétrica(Da-

tacolor Spectraflash SX 600);• Pipetaseletrônicas(Rainin);• Vidrarias em geral (béquer, erlenmeyer, provetas

graduadas, etc);• Aparelho para determinação potenciométrica

(pH) (Mettler Toledo, modelos pH2050e e MP 120);• Aparelhoparamediçãodecondutividade(Mettler

Toledo modelo SevenGo).

3.1.2. Material de consumo• Reagentesparaespectrofotômetrodeanáliselíquida;• Reagentesparatitulação;• Corantesreativos;• Produtos auxiliares para tingimentos por esgo-

tamento em malha 100% algodão com corantes reativos.

3.2. MétodologiaA parte experimental deste estudo foi realizado

com tingimentos nas cores amarela, vermelho, azul e verde. Sendo que para cada cor foi tingido um lote de tecido de malha com o processo normal com água in-


dustrial que no decorrer do trabalho vamos chamar de lote padrão. Um lote de tecido de malha para cada cor foi tingido com água recuperada, que vamos chamar de Amostra 1. Um lote de tecido de malha foi tingido com água recuperada com menos 2,0g/l de sal, que vamos chamar de Amostra 2, e um lote de tecido de malha foi tingido com água industrial e lavado com água recuperada, que vamos chamar de Amostra 3.

Todos os lotes foram tingidos em uma máquina tipo Jet com capacidade para 10kg, da marca Thies, modelo Mini-Soft segundo a figura 1. O substrato têxtil utilizado para os tingimentos foi malha 100% algodão com gramatura de 164g/m2.

3.2.1. Análise e caracterização das águas utilizadas nos experimentos

As análises das águas da tinturaria são realizadas se-manalmente, para garantir a qualidade da água que entra e sai da estação de tratamento. Como mostrado na figura 2, podemos visualizar a coloração das águas com as quais foram realizados os ensaios relatados neste trabalho.

As análises realizadas com as águas foram as seguintes:• pH;• Cor;• Turbidez;• Cloretos;• Durezatotal;• Alcalinidadetotal;

tingimento

Fonte: http://www.thiestextilmaschinen.de

Ba c d

Figura 2. Águas de uso da tinturaria. Onde A = efluente bruto; B = efluente descartado ao rio; C = água recuperada a ser reutilizada; D = água industrial.

Fonte: Autor

Figura 1. Máquina Thies modelo Mini-Soft.

3.2.2. Pré alvejamento de tecidos de malhaSegundo Salem (2005), o processo de pré alveja-

mento consiste em retirar as impurezas do substrato, eliminando os pontos pretos (piolhos) e a cor acasta-nhada do algodão.

Para a realização do pré alvejamento pode-se uti-lizar dois tipos de processos, o processo contínuo e o processo descontínuo, e a receita utilizada depende das cores a ser tingidas e a limpeza do substrato que se pretende obter.

QUÍMICA TÊXTIL


Neste trabalho realizou-se o pré alvejamento em uma máquina descontínua, tipo Jet com capacida-de de 10kg da marca Thies, modelo Mini-Soft (figura 1). Inicialmente encheu-se a máquina com água e aqueceu-se a 60°C, carregou-se a malha na máquina e injetou-se sequestrante de ferro, umectante e soda caustica, após ter deixado rodar por 3 min injetou-se o peróxido de hidrogênio e tratou-se por mais 20 min a 95°C. Após esvaziou-se a máquina, encheu-se nova-mente e manteve-se em movimento por 3 min a 70°C. Soltou-se o banho de lavagem e encheu-se novamen-te, deixando transbordar por 3 min. Trocou-se o banho e injetou-se ácido acético para neutralizá-lo e ajustar o pH em 6,5. Após neutralizado, injetou-se catalase para a eliminação de resíduos de H2O2.

3.2.3. Purga enzimáticaSegundo Salem (2005), na purga enzimática a

maior preocupação é a remoção das gorduras naturais, óleos de encimagem e de malharia e os sais de dureza para que o artigo tenha uma excelente hidrofilidade e umectação rápida. Isto permite um tingimento regular e sem manchas. Neste tratamento não são removidos os piolhos e a coloração acastanhada da fibra.

Para a execução da purga utilizou-se o mesmo equipamento (figura 1). Inicialmente encheu-se a má-quina com água e aqueceu-se a 60°C, carregou-se a malha na máquina e injetou-se umectante e álcali para atingir um pH de 9,3, após injetou-se a enzima pecti-nase e deixou-se a malha em movimento por 15 min. Após injetou-se sequestrante e aqueceu-se a 85°C onde o tecido permaneceu em movimento por 10 min. Sem trocar de banho lavou-se por transbordo por 3 min. Trocou-se o banho e neutralizou-se até pH 6,5.

3.2.4. Tingimento do substrato têxtilPara o tingimento de fibra de algodão, se tem dis-

ponível no mercado várias classes de corantes, entre as mais usadas estão os corantes Diretos, Reativos, Sulfuro-sos e a Tina. Os corantes reativos foram os utilizados nes-te trabalho, por serem comumente os corantes empre-gados pela empresa Malwee. Segundo Salem (2005), os corantes reativos dependem do cloreto de sódio como um auxiliar para a montagem na fibra. Além disso, o co-rante reativo faz uma ligação química com a fibra, que se dá quando aplicado em meio alcalino, por isso con-vencionalmente é utilizado carbonato de sódio. No caso do trabalho desenvolvido foi utilizado um álcali líquido cujo sua composição não foi divulgada pelo fornecedor.

3.2.4.1. Procedimento para o tingimento reativo com corante Cibacron H

Encheu-se a máquina com água e aqueceu-se a 50°C, carregou-se o artigo e injetou-se cloreto de só-dio e sequestrante/dispersante e regulou-se o pH em 6,7. Após aqueceu-se a 85°C e dosou-se o corante por 15 min, deixou-se em movimentação por mais 15 min. Após dosou-se o álcali líquido em 30 min e tratou-se por mais 40 min. Transbordou-se por 10 min.

3.2.4.2. Procedimento para o tingimento reativo com corante Drimaren X

Encheu-se a máquina com água e aqueceu-se a 60°C, carregou-se o artigo e injetou-se cloreto de sódio e sequestrante/dispersante e regulou-se o pH em 6,3. Após aqueceu-se a 93°C e dosou-se o corante por 40 min, dei-xou-se em movimentação por mais 20 min. Após dosou-se o álcali líquido em 20 min e deixou-se rodar o tecido por mais 40 min. Transbordou-se por 10 min.

Tabela 1. Análise das águas, recuperada e industrial, utilizadas na empresa.

Data: 16.08.2010 Data: 23.08.2010

Água recuperada Água industrial Água recuperada Água industrial

pH 6,3 6,7 6,1 6,9

Cor (UNID. PtCo) 13 10 12 8

Turbidez (NTU) 4 1 5 2

Cloretos (mg/L) 1470 250 1510 260

Dureza total (mg/L CaCO3) 55 40 60 38

Alcalinidade total (ml/L CaCO3) 80 60 90 70


3.2.5. FixaçãoO processo de fixação é realizado em tingimentos

com uma carga acentuada de corante, que somente com um ensaboamento, mesmo que forçado, não ga-rantiria uma boa solidez a úmido.

Para este processo encheu-se a máquina com água e dosou-se o fixador em 10 min, após aqueceu-se a 40°C e deixou-se em movimento por mais 15 min. Transbordou-se por 10 min e descarregou-se a malha.

3.2.6. Determinação da intensidade colorística (K/S) e da diferença de cor residual (DE)

A determinação da intensidade colorística (K/S) a partir da equação de Kubelka e Munke (equação 1) e da diferença de cor residual (ΔE) de acordo com equa-ção 2 dos tecidos tintos foi realizada no espectrofotô-metro de remissão da Datacolor modelo Spectraflash SX 600. As amostras em que foram realizadas as leituras foram as amostras 1, 2 e 3 comparados com a amostra padrão para as cores amarela, vermelha, azul e verde.

K/S = (1-R)2 (equação 1) 2ROnde:

R = remissão

DE = (DH)2 + (DC)2 + (DL)2 (equação 2)

Onde: DH = desvio de tonalidade; DC = desvio de pureza;

DL = desvio de claridade.

3.2.7. Solidez a lavação (ABNT NBR ISO 105-C10)Todos os ensaios de solidez aqui apresentados fo-

ram realizados por serem importantes para a empresa.

3.2.7.1. ProcedimentoUtilizou-se um corpo de prova de tecido de malha

tinto (5 x 10 cm), e costurou-se junto ao tecido testemu-nha. Colocou-se num banho no aparelho AT-w Kimak. Utilizou-se uma receita com 5,0 g/l de sabão aniônico com 2,0 g/l de álcali líquido em uma relação de banho de 50 litros de água para um quilo de malha, e deixou-se trabalhar por 30 minutos em uma temperatura de 60°C. Secou-se em estufa, e avaliou-se a cor via leitura em um espectrofotômetro de remissão. Dando nota 4,5 ou 5,0 o lote é aprovado. (RODRIGUES 1997).

3.2.8. Solidez à água clorada (ABNT NBR ISO 105-E03)

Este ensaio tem como objetivo determinar à soli-dez da cor de tecidos têxteis a água clorada de piscina. O ensaio consiste-se em submeter corpos de prova de dimensões padronizadas, à solução que reproduza as condições de água clorada de piscina, verificando-se posteriormente a alteração de cor.

3.2.8.1. ProcedimentoCortou-se o corpo de prova de 11,0 x 4,0 cm de

tecido de malha, imergiu-se o corpo de prova num re-cipiente com a solução de água clorada, numa relação de banho 1:100, assegurou-se que o corpo de prova estava totalmente embebido. Tampou-se o recipiente e deixou-se em repouso durante 4h, na ausência de luz, a uma temperatura de 20 ± 2°C, retirou-se o corpo de prova do recipiente, extraiu-se o excesso de líquido, usando uma centrifuga, e após secou-se suspenso ao ar, à temperatura ambiente, avaliou-se o corpo de pro-va quanto à alteração de cor. Utilizou-se a escala cinza para a avaliação visualmente, comparando os diversos corantes para a mesma tonalidade. (RODRIGUES 1997).

O cloro utilizado na empresa Malwee tem 12% de matéria ativa.

12% → 120.000mg Cl → 1.000ml H2O 20mg Cl → X

X = 0,166g/l de Cloro

Este ensaio tem por objetivo verificar a resistência do tecido tinto ou estampado à radiação luminosa e/ou intempérie.

3.2.9. Solidez a luz (ABNT NBR ISO 105-B04)Solidez a luz é a resistência que os corantes apre-

sentam após exposição aos raios UV. Este ensaio tem a finalidade de avaliar a resistência de cada corante a exposição dos raios solares.

3.2.9.1. ProcedimentoColocou-se os corpos de prova a serem testados

em porta- materiais que circulam em torno de um ra-diador de xênon. Esta exposição pode ser descontinua alternando a face apresentada ao radiador a cada vol-ta completa ou contínua mantendo a amostra voltada

tingimento

QUÍMICA TÊXTIL


o tempo todo para o radiador. No caso da Malwee, se mantém 25 horas contínua, mantendo o corpo de pro-va, o tempo todo para o radiador. Para este aparelho, a área total da amostra é de 13cm x 4,5cm e a área exposta é de 10cm x 1,0cm. O equipamento é dotado de siste-mas de controle de ventilação, umidificação, temperatu-ra e simulação de intempérie (RODRIGUES 1997).

3.2.10. Solidez ao molho (norma interna)Este ensaio tem a finalidade de imitar o procedimento

usado pela dona de casa quando a roupa é lavada e deixa-da na máquina de um dia para outro para ser estendida. Se tiver corante hidrolisado no tecido de malha que não saiu na lavação, esse poderá migrar para outra peça mais clara.

3.2.10.1. ProcedimentoCortou-se uma amostra 20 x 20cm da malha tinta

a ser testada, corta-se também 2 amostras 20 x 20cm de uma malha branca. Coloca-se a amostra tinta entre as amostras brancas, fazendo um sanduiche. Prepara-se uma solução de 5,0g/l de sabão em pó Omo Multia-ção, após mergulha-se o sanduiche na solução, deixan-do a solução penetrar bem no tecido de malha, e após retirado, dar uma leve espremida para retirar o excesso. Deixar secar na sombra por 2 dias.

3.3. Procedimento dos estudos realizados com diferentes cores3.3.1. Experimentos Realizados Com a Cor Amarela

Para esta cor, com código 1149A, realizou-se 4 pro-cedimentos de tingimento variando o tipo de água a ser aplicado nos diferentes processos. Eles estão descritos como: lote padrão, amostra 1, amostra 2 e amostra 3.

No lote padrão utilizou-se 10,5kg de tecido de malha em uma relação de banho de 8L de água para cada quilo grama de tecido de malha. Neste lote a água utilizada em todo o processo foi água industrial (padrão da empresa).

No lote da amostra 1 utilizou-se 10,5kg de tecido de malha em uma relação de banho de 8L de água para cada quilo grama de tecido de malha. Neste lote utili-zou-se água recuperada para a realização do tingimento.

No lote da amostra 2 utilizou-se 10,4kg de tecido de malha em uma relação de banho de 8L de água para cada quilo grama de tecido de malha. Neste lote utilizou-se água recuperada para a realização do tingi-mento diminuindo a quantidade de cloreto de sódio em 2,0g/l, no banho de tingimento.

No lote da amostra 3 utilizou-se 8,5kg de tecido de malha em uma relação de banho de 8L de água para cada quilo grama de tecido de malha. Neste lote utili-zou-se a água recuperada no processo de lavação do artigo têxtil após ser tingido.

Para todos os testes realizou-se o mesmo procedi-mento. Primeiramente efetuou-se uma limpeza da ma-lha com um pré-alvejamento, descrito no item 3.2.2. Logo após tingiu-se o artigo com o procedimento des-crito no item 3.2.4.1.

Antes da lavação neutralizou-se o banho em um pH igual a 6,0. Para o processo de lavação utilizou-se um banho a 95°C com detergente/dispersante, um a 80°C, um a 70°C, um a 60°C e um banho a frio. Todos mantendo um tempo de 5 min cada.

3.3.2. Experimentos Realizados Com a Cor VermelhaPara esta cor, com código 1180A, realizou-se 4 pro-

cedimentos de tingimento variando o tipo de água a ser aplicado nos diferentes processos. Eles estão descritos como: lote padrão, amostra 1, amostra 2 e amostra 3.




No lote da amostra 3 utilizou-se 10,0kg de tecido de malha em uma relação de banho de 8L de água para cada quilo grama de tecido de malha. Neste lote utilizou-se a água recuperada no processo de lavação do artigo têxtil após ser tingido.

Para todos os testes realizou-se o mesmo procedi-mento. Primeiramente efetuou-se uma limpeza da ma-lha com um pré-alvejamento, descrito no item 3.2.2. Logo após tingiu-se o artigo com o procedimento des-crito no item 3.2.4.2.

Para o processo de lavação utilizou-se um banho a 80°C e um banho a 95°C com detergente/dispersante,


depois utilizou-se mais dois banhos a 80°C, um a 70°C, um a 60°C, um banho a frio e mais um transbordo. To-dos mantendo um tempo de 5 min cada. No banho a frio acertou-se o pH em 6,5. Devido a intensidade da cor, após a realização da lavação, aplicou-se o fixador conforme está descrito no item 3.2.5.

3.3.3. Experimentos Realizados Com a Cor AzulPara esta cor, com código 1152A, realizou-se 4 pro-





No lote da amostra 3 utilizou-se 8,9kg de tecido de malha em uma relação de banho de 8L de água para cada quilo grama de tecido de malha. Neste lote utili-zou-se a água recuperada no processo de lavação do artigo têxtil após ser tingido.

Para todos os testes realizou-se o mesmo procedi-mento. Primeiramente efetuou-se uma limpeza da ma-lha com uma purga enzimática, descrito no item 3.2.3. Logo após tingiu-se o artigo com o procedimento des-crito no item 3.2.4.2.

Para o processo de lavação utilizou-se um banho a 95°C com detergente/dispersante, depois utilizou-se um banhos a 80°C, um a 70°C, um a 60°C, um banho a frio e mais um transbordo. Todos mantendo um tempo de 5 min cada. No banho a frio acertou-se o pH em 6,5.

3.3.4. Experimentos Realizados Com a Cor VerdePara esta cor, com código 1159A, realizou-se 4 pro-





No lote da amostra 3 utilizou-se 10,9kg de tecido de malha em uma relação de banho de 8L de água para cada quilo grama de tecido de malha. Neste lote utilizou-se a água recuperada no processo de lavação do artigo têxtil após ser tingido. Para todos os testes realizou-se o mesmo procedimento. Primeiramente efetuou-se uma limpeza da malha com um pré-alve-jamento, descrito no item 3.2.2. Logo após tingiu-se o artigo com o procedimento descrito no item 3.2.4.1.

Antes da lavação neutralizou-se o banho em um pH igual a 6,0. Para o processo de lavação utilizou-se um banho a 95°C com detergente/dispersante, depois utilizou-se mais um banho a 95°C, dois a 80°C, um a 70°C, dois a 60°C, um banho a frio e mais um transbor-do. Todos mantendo um tempo de 5 min cada. Devido a intensidade da cor, após a realização da lavação, apli-cou-se o fixador conforme está descrito no item 3.2.5.

4. resuLtadOs e discussões4.1. Testes comparativos das amostras dos banhos de lavação dos diversos tingimentos.

Segundo Salem (2005), os corantes reativos tem um inconveniente, além da reação química que ele faz com a fibra celulósica, eles reagem também com a água. O coran-te que reagiu com a água é chamado de corante hidrolisa-do. Para garantir boa solidez a úmido é de vital importância a completa remoção do corante hidrolisado. Esta remoção é feita através do ensaboamento após o tingimento.

A quantidade de sabão utilizado, assim como, o nú-mero de banhos aplicado ao material, depende diretamen-te da quantidade e da linha de corante utilizada. Nas figuras 5 a 8 podemos comparar visualmente a eficiência dos lotes tingidos com os diferentes tipos de água para cada cor.

tingimento

QUÍMICA TÊXTIL


4.1.1. Amostras de banho da lavação após o tingimento da cor Amarela.

A figura 3 amostra que para a cor amarela não teve visualmente nenhuma alteração nas lavações para os diferentes tingimentos.

4.1.2. Amostras de banho da lavação após o tingimento da cor Vermelho

Para a cor vermelha não se percebeu visualmente nenhuma alteração significativa nas lavações para os diferentes tingimentos, conforme mostra a figura 4.

4.1.3. Amostras de banho da lavação após o tingimento da cor Azul

Para a cor azul não se percebeu visualmente ne-nhuma alteração significativa nas lavações para os dife-rentes tingimentos, conforme mostra a figura 5.

4.1.4. Amostras de banho da lavação após o tingimento da cor Verde

A figura 6 amostra que para a cor verde não teve visualmente nenhuma alteração nas lavações para os diferentes tingimentos.

Figura 3. Amostras de banho da primeira lavação, letra A, e após 5 lavações, letra B, para os diferentes tingimentos da cor amarela.

a a a a B B B B

Padrão Ting. H2O recup. H2O rec. -2g/l sal Lav. H2O rec.

Figura 4. Amostras de banho da primeira lavação, letra A, e após 8 lavações, letra B, para os diferentes tingimento da cor vermelha.

a a a a B B B B


Figura 5. Amostras de banho da primeira lavação, letra A, e após 6 lavações, letra B, para os diferentes tingimento da cor azul.

a a a a B B B B


Figura 6. Amostras de banho da primeira lavação, letra A, e após 10 lavações, letra B, para os diferentes tingimento da cor verde.

a a a a B B B B



tingimento

4.2. Teste de solidez a lavação (ABNT NBR ISO 105-C10)

A solidez a lavação (item 3.2.7) é um procedimen-to que garante que o corante hidrolisado foi totalmen-te removido da superfície do tecido, e em nenhuma situação de processo a úmido ele vai migrar conta-minando uma cor contraste da própria peça acabada ou uma segunda peça que possa ter contato na hora da lavação caseira. As leituras das testemunhas terem realizadas em um espectrofotômetro de remissão da Datacolor modelo Spectraflash SX 600 e a nota mínima para a aprovação é considerada 4,5.

Segundo Ferrari e colaboradores (2008), os re-sultados obtidos na lavação reutilizando efluente tra-tado proveniente de uma mercerizadeira com uma determinada concentração de sulfato de sódio foram satisfatórios e a solidez ficou dentro da nota mínima exigida pela empresa (nota > 4,0 na escala cinza). Este resultado contraria o encontrado neste trabalho, onde as lavações feitas com água recuperada deram um re-sultado inferior às amostras lavada com água industrial. Sabendo-se que a água reutilizada neste trabalho tam-bém tem uma certa quantidade de heletrólitos.

As leituras feitas neste trabalho foram em um es-pectrofotômetro de remição da datacolor, modelo spectraflash SX 600.

Conforme a tabela 2, para a cor amarela todas as amostras estão aprovadas, pois todas as notas foram 5,0. Já na cor vermelha, o tingimento lavado com água recuperada está reprovado. Na cor azul, todos os tingi-mentos estão reprovados, sendo que o tingimento pa-drão está melhor que os demais tingimentos. E na cor verde todos os tingimentos na também estão reprova-dos, sendo que o tingimento que foi lavado com água recuperada teve um resultado inferior aos demais.

4.3. Solidez ao molho (norma interna)A finalidade deste teste é garantir a migração do

corante para uma diferente cor da própria peça ou de

uma peça que esteve em contato na hora da lavação de cor diferente. As figuras7 a 10 mostram as imagens dos ensaios de solidez ao molho para tingimentos rea-lizados com as diferentes cores.

4.3.1. Teste de solidez ao molho para a cor AmareloNo teste de solidez ao molho na cor amarela não

se percebe nenhuma alteração nos diversos tingimen-tos realizados conforme figura 7. Isto significa que para esta cor a água recuperada não afeta a solidez, poden-do ser utilizada nas lavações.

4.3.2. Teste de solidez ao molho para a cor vermelhaA amostra que foi lavada com água recuperada

(amostra 3) foi a que apresentou migração do coran-te para o testemunho, sendo desta forma reprovada como pode ser observado na figura 8.

Tabela 2. Notas de solidez a lavação das diferentes cores em relação aos diferentes processos.

Amarelo Vermelho Azul Verde

Tingimento normal 5,0 5,0 4,0 4,0

Tingimento com água recuperada 5,0 5,0 3,5 4,0

Tingimento com água recuperada menos 2,0g/l de sal 5,0 5,0 3,5 4,0

Lavação com água recuperada 5,0 4,0 3,5 3,0

Figura 7. Amostras dos corpos de prova da cor amarela submetidos ao teste de solidez ao molho

Padrão Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3

Figura 8. Amostras dos corpos de prova da cor vermelha submetidos ao teste de solidez ao molho.


QUÍMICA TÊXTIL


4.3.3. Teste de solidez ao molho para a cor azulA figura 9 mostra que nos tingimentos azuis, em

todos os lotes, não ocorreu migração do corante para os tecidos testemunhas.

4.3.4. Teste de solidez ao molho para a cor verdeA amostra do tingimento na cor verde lavada com

água recuperada (amostra 3) teve um pouco de migra-ção do corante para o testemunha, como pode ser ob-servado na figura 10.

4.4. Avaliação da reprodutibilidade da corTodos os testes realizados com a água recuperada

foram comparados com os lotes do padrão de cada cor, onde os lotes do padrão são os que foram tingidos com água industrial. Na tabela 3 observa-se os valores das pro-priedades tintoriais (K/S e ΔE) obtidas para cada processo de tingimentos, nas cores amarela, vermelha, azul e verde.

Com base nos dados obtidos é possível identificar a viabilidade dos processos usando o reaproveitamen-to de água.

Como pode ser observado na tabela 3, a cor ama-rela tem a intensidade coloristica (K/S) da amostra pa-drão, maior em relação a das amostras com água re-cuperada. A amostra que foi diminuída em 2,0g/l de sal no tingimento (amostra 2) foi a que teve a menor intensidade colorística. Na diferença de cor residual

(ΔE), todas as amostras ficaram acima do padrão míni-mo exigido (< 0,8) e a intensidade de cor comparando com o padrão de todas as amostras (78 – 85%) também ficarão abaixo do mínimo exigido (97%), pela empresa Malwee. No trabalho apresentado por Chiarello e com-panheiros (2008) o K/S da cor amarela padrão foi de 6,2 e da amostra tingida com água tratada com cinza de casca de arroz foi de 6,2. O ΔE da cor amarela neste trabalho ficou entre 0,69 a 1,02, o que é considerado aceitável para Chiarello e companheiros (2008).

Na cor vermelha a intensidade colorística (K/S) so-mente da amostra que foi diminuído em 2,0g/l de sal no tingimento (amostra 2) apresentou a menor intensidade colorística. A diferença de cor residual (ΔE) a amostra 1 e 2 ficaram dentro do mínimo permitido (< 0,8). Na in-tensidade de cor comparando com o padrão todas as amostras ficarão abaixo do mínimo exigido (97%), entre-tanto a amostra 1 está muito próxima. O K/S das amos-tras vermelha do trabalho apresentado por Chiarello e companheiros (2008) ficaram em 7,8 para o padrão e 7,3 a 7,7 para as amostras testes. O ΔE ficou entre 0,61 a 1,14, o que é considerado aprovado para este trabalho.

Na cor azul a intensidade colorística (K/S) da amos-tra padrão e amostra 2 ficaram abaixo das amostras 1 e 3. Na diferença de cor residual (ΔE) a amostra 2 foi a única que ficou dentro do padrão mínimo exigido (< 0,8) e a intensidade de cor comparando com o padrão a amostra 2, embora muito próxima, ficou abaixo do mínimo exigido (97%) e as amostras 1 e 3 ficaram aci-ma do máximo exigido (131 e 116%) respectivamente.

O K/S das amostras azul do trabalho apresentado por Chiarello e colaboradores (2008) ficaram em 7,0 para o padrão e 6,4 a 7,2 para as amostras testes. O ΔE ficou entre 0,24 a 1,15, o que é considerado aprovado para este trabalho.

Na cor verde a intensidade colorística (K/S) da amostra padrão ficou abaixo das amostras. Na diferen-ça de cor residual (ΔE) todas as amostras ficaram fora do padrão mínimo exigido (< 0,8) e a intensidade de cor comparando com o padrão, todas as amostras fi-caram acima do máximo exigido (114 e 107%) respec-tivamente.

Desta forma, considerando os dados obtidos, so-mente na cor vermelha e azul, nas condições de amos-tra 1 e amostra 2 poderiam ser aprovados.

Segundo Ferrari e colaboradores (2008); no tingi-mento realizado com os corantes monoclorotriazinas

Figura 9. Amostras dos corpos de prova da cor azul submetidos ao teste de solidez ao molho.


Figura 10. Amostras dos corpos de prova da cor verde submetidos ao teste de solidez ao molho.



não teve nenhuma diferenças significativas para os re-sultados de ΔE e K/S. já para os tingimentos realizados com a classe vinil sulfônico houve diferenças significativas.

4.5. Solidez da cor a água clorada (ABNT NBR ISO 105-E03)

O ensaio consiste em submeter corpos de prova, de dimensões padronizadas, à solução que simula as condições de água clorada de piscina (item 3.2.8), ava-liando-se posteriormente se houve alteração de cor, por meio de uma escala padrão. Nas figuras 11, 12, 13 e 14 estão apresentados as fotos dos ensaios de solidez a água clorada para todas as cores testadas.

4.5.1. Teste de solidez da cor a água clorada para a cor amarelo

Todos os corpos de prova da cor amarela tiveram a mesma alteração de cor no teste de água clorada, como pode ser visto na figura 11.

O corante utilizado para o tingimento da cor ama-rela é de baixa solidez a água clorada, por este motivo os testes realizados nos corpos de provas deram uma alteração da cor. Pode-se perceber que a alteração se deu em todos os corpos de prova, concluindo assim que o uso da água recuperada não contribuiu para a baixa resistência a água clorada.

4.5.2. Teste de solidez da cor a água clorada para a cor Vermelho

A figura 12 mostra que todos os corpos de prova da cor vermelha não tiveram nenhuma alteração de cor no teste de água clorada.

tingimento

Tabela 3. Valores de intensidade colorística (K/S) e diferença de cor residual (ΔE) para cada tingimento.

Cor K/Sdp ΔE dp Intensidade de cor emrelação ao padrão (%) dp

Amarela

Padrão 1,30 0,01

Amostra 1 1,11 0,01 2,10 0,06 85,6 0,37

Amostra 2 1,02 0,02 2,07 0,03 78,0 0,85

Amostra 3 1,09 0,02 1,76 0,17 84.0 1,52

Vermelho

Padrão 22,97 0,40

Amostra 1 22,13 0,15 0,38 0,25 96,3 0,93

Amostra 2 20,87 0,32 0,72 0,16 91,44 1,00

Amostra 3 21,63 0,15 1,54 0,29 94,01,43

Azul

Padrão 8,87 0,06

Amostra 1 11,80 0,10 2,30 0,08 131 0,75

Amostra 2 8,40 0,10 0,57 0,11 93,7 1,02

Amostra 3 10,30 0,26 1,20 0,26 116 3,69

Verde

Padrão 15,50 0,26

Amostra 1 17,60 0,26 1,11 0,05 114 2,13

Amostra 2 18,33 0,31 1,35 0,14 119 2,98

Amostra 3 16,60 0,20 1,32 0,05 107 1,69

Figura 11. Corpos de prova da cor amarela submetidos ao ensaio de água clorada.

Padrão Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Cor Padrão

QUÍMICA TÊXTIL


No tingimento da cor vermelha utilizou-se um co-rante com uma boa solidez a água clorada. Não se per-cebe nenhuma alteração de cor nos corpos de prova devido ao ensaio de solidez.

4.5.3. Teste de solidez da cor a água clorada para a cor Azul

Conforme figura 13 todos os corpos de prova da cor azul tiveram a mesma alteração de cor no teste de água clorada.

O corante utilizado para o tingimento da cor azul não tem boa solidez a água clorada, por este motivo os testes realizados nos corpos de provas deram uma alteração da cor. A alteração se deu em todos os corpos de prova.

4.5.4. Teste de solidez da cor a água clorada para a cor Verde

Assim como nas outras cores, todos os corpos de prova da cor verde tiveram a mesma alteração de cor no teste de água clorada, conforme figura 14.

Em todos os tingimentos se percebeu que quando teve alteração na cor devido ao ensaio de solidez a água clorada, a alteração se deu em todos os corpos de prova, provando assim que o uso da água recuperada não afe-ta a resistência da cor quando usado água clorada.

4.6. Solidez da cor a luz (ABNT NBR ISO 105-B04)Este ensaio simula a ação de radiações luminosas

sobre o tecido tinto (item 3.2.9), avaliando por meio de uma escala padrão a sua resistência a estas radiações. Os resultados dos ensaios de solidez a luz estão apre-sentados nas figuras 15 a 18, para todos os tingimentos nas diferentes cores.

Sabe-se que a alteração da cor devido ao contado com a luz é característica de cada corante. A empre-sa tem como prioridade a qualidade em seu produto final, por este motivo todos os corantes são analisa-dos no ensaio de solidez a luz. Qualquer mudança de processo e/ou produto a empresa tem como regra a analise de solidez à luz, devido a alguns produtos, prin-cipalmente usados para dar um acabamento final nos tecidos, tem como característica a alteração de resis-tência da cor ao contato com a luz.

4.6.1. Teste de solidez a luz para a cor amarelo Todos os tecidos tingidos na cor amarela apresen-

taram a mesma alteração no teste de solidez à água clorada, conforme pode ser visto na figura 15.

4.6.2. Teste de solidez a luz para a cor vermelhoNa figura 16 observou-se que nenhum tecido tin-

gido na cor vermelha teve alguma alteração no teste de solidez a luz.

Figura 12. Corpos de prova da cor vermelha submetidos ao ensaio de água clorada.


Figura 13. Corpos de prova da cor azul submetidos ao ensaio de água clorada.


Figura 14. Corpos de prova da cor verde submetidos ao ensaio de água clorada.


Figura 15. Corpos de prova da cor amarela submetidos ao ensaio de solidez a luz.



4.6.3. Teste de solidez a luz para a cor azulTodos os tecidos tingidos na cor azul tiveram a

mesma alteração no teste de solidez à água clorada, conforme pode ser observado na figura 17.

4.6.4. Teste de solidez a luz para a cor verdeA figura 18 mostra que todos os tecidos tingidos

na cor verde também tiveram a mesma alteração no teste de solidez a água clorada.

É característica dos corantes a resistência a ex-posição dos raios solares. Em todos os tingimentos se percebeu que quando teve alteração na cor devido ao ensaio de solidez a luz, a alteração se deu em todos os corpos de prova, provando assim que o uso da água recuperada não afeta a resistência da cor quando ex-posta à luz.

5. cOncLusãONo decorrer deste trabalho avaliou-se a eficiência do

uso da água recuperada para o tingimento do artigo de malha 100% algodão com corantes da linha Drimaren X e Cibacron H. Dentre os 16 lotes das quatro cores tingidas: amarelo, vermelho, azul e verde, não foi necessário repro-cesso por motivos de desigualização ou manchas nos tecidos. Porém, referente a tonalidade, percebeu-se que seria necessário desenvolver e ajustar a cor em laboratório utilizando água recuperada, pois nota-se que em algumas cores a diferença é bastante acentuada e não é aceitável. Neste caso somente a amostra 1 e a amostra 2 nas cores vermelho e azul respectivamente, poderiam ser aceitas dentro dos limites impostos pela empresa Malwee. A la-vação com água recuperada se mostra ineficaz, pois nas cores mais carregadas se notou uma dificuldade da retira-da dos corantes hidrolisados, isto devido à quantidade de sais existentes nesta água. Somente na cor amarela que a solidez estaria aprovada em todas as situações por ser uma cor fraca, que utiliza pouca quantidade de corante para ser tingida. A cor azul foi a que em todas as amostras, a solidez ficou reprovada, sendo que o lote padrão ficou melhor em relação as amostras 1, 2 e 3. Já as cores vermelha e verde, tiveram solidez reprovada no lote lavada com água recu-perada. Este resultado repetiu-se nos ensaios de solidez ao molho, onde a amostra 3 das cores vermelha e verde foram reprovadas devido a migração da cor para o testemunho.

O uso da água recuperada não afetou a solidez de nenhuma das cores no ensaio a água clorada. As co-res azul e amarelo são às que mais tem sensibilidade a água clorada, isto devido a classe de corantes utiliza-da no tingimento, porém não se percebeu nenhuma diferença da amostra padrão em relação as amostras processadas com água recuperada.

Referente à solidez da cor à luz, todos os coran-tes utilizados pela empresa Malwee tem características de resistir a radiação solar, e percebeu-se que o uso da água recuperada não comprometeu esta propriedade dos corantes. Por este motivo em todos os lotes nas diferentes cores o ensaio de solidez a luz ficou dentro do padrão exigido pela empresa.

Conclui-se neste trabalho que a água recuperada pode ser utilizada em tingimentos com corantes reati-vos, no tingimento de algumas cores. Em relação à lava-ção, não pode ser usado devido à quantidade de clore-tos existente na água onde irá manter o corante hidro-lisado na fibra têxtil, prejudicando sua solidez a úmido.

tingimento

Figura 16. Corpos de prova da cor vermelha submetidos ao ensaio de solidez a luz.


Figura 17. Corpos de prova da cor azul submetidos ao ensaio de solidez a luz.


Figura 18. Corpos de prova da cor verde submetidos ao ensaio de solidez a luz.


QUÍMICA TÊXTIL


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