Reúso do efluente do processo de tingimento e utilização da enzima Horseradish peroxidase livre e imobilizada para a remoção de corantes reativos utilizados na indústria têxtil

Abstract

Corantes reativos são estruturas complexas que quando descartadas no meio ambiente podem causar sérios danos ambientais. Neste trabalho foi utilizada a metodologia da superfície de resposta através de um planejamento 24 do tipo estrela, avaliando-se os principais fatores que influenciam na reação enzimática (concentração de enzima, peróxido de hidrogênio, corante e pH) e obtendo-se como resposta a descoloração do corante. As máximas remoções foram de 89 e 71% para os corantes azul reativo 221 (RB 221) e azul reativo 198 (RB 198), respectivamente. Utilizando-se os corantes vermelho reativo 195 (RR 195) e amarelo reativo 145 (RY 145) de forma isolada, não foram obtidas remoções. Quando o corante RB 221 foi avaliado na dicromia com o RR 195 e na tricromia com RR 195 e RY 145, foi observado um aumento na eficiência de remoção dos corantes azul e vermelho. Esse efeito sinergético foi observado somente para o RB 198, quando estava presente na dicromia com o RR 195 e na tricromia com RR 195 e RY 145. Os resultados obtidos para a tricromia RB 198, RR 195 e RY 145 foram utilizados nos estudos de reúso do processo de tingimento. Observou-se que com reúso de 50% do efluente de tingimento foi obtido um valor maior de ?E* do que o obtido com a lavagem enzimática que foi realizada com 100% de água limpa. No teste de escala piloto foi obtida uma economia de água e energia e ainda um tecido com uma baixa perda de cor (?E* de 0,6) e uma boa nota de solidez à lavagem (4). Os corantes RB 221 e RB 198 também foram avaliados em estudos de imobilização de enzimas utilizando como suporte alginato de cálcio. Nesses estudos a máxima remoção obtida foi de 93% para o RB 221 e de 75% para o RB 198, em pH 5,5, concentração de H2O2 de 43,75 µmol/L para o RB 221 e 37,5 µmol/L para o RB 198, 30 ºC, tempo de 180 min para o RB 221 e de 240 min para o RB 198, massa de cápsulas 0,120 g para o RB 221 e 0,110 g para o RB 198. Foi possível reusar o biocatalisador em até 3 vezes. O modelo numérico proposto para o alginato forneceu um bom ajuste em relação aos dados experimentais. Nos ensaios de imobilização utilizando espuma de poliuretano, a máxima degradação de 58% para o RB 221 e de 72% para o RB 198 foi obtida em pH 6 e 7, respectivamente, 30 ºC, 30 min de reação, concentração de H2O2 37,5 µmol/L para o RB 198 e 50,0 µmol/L para o RB 221.<br>

Abstract : Reactive dyes are complex structures that when discharged into the environment cause serious environmental damage. In this work we used the methodology of response surface through a 24 experimental design of type star, evaluating the main factors that influence the enzymatic reaction (enzyme concentration, H2O2, dye and pH) and obtaining an answer to removal of the dye. The maximum removals were 89 and 71%, respectively, for the Reactive blue dye 221 (RB 221), and Reactive blue 198 (RB 198). Using the dyes reactive red 195 (RR 195) and reactive yellow 145 (RY 145) alone, removals were not obtained. When the dye RB 221 was evaluated in dichrome with the RR 195 and trichrome with RR 195 and RY 145, there was an increase in removal efficiency of blue and red dyes. This synergistic effect was observed only for RB 198 when it was present in the dichrome with the RR 195 and trichrome with RR 195 and RY 145. The results obtained for trichrome RB 198, RR 195 and RY 145 were used in the reuse studies of the dyeing process. It was observed that with a reuse of 50% of the dye effluent a higher value of ?E* was obtained than that obtained with the enzymatic washing that was performed with 100% of clean water. In the pilot scale test, a water and energy saving was obtained, as well as a fabric with a low color loss (?E* 0.6) and a good washing fastness (4). RB 221 and RB 198 dyes were also evaluated in enzyme immobilization studies using calcium alginate as support. In these studies, the maximum removal obtained was 93% for RB 221 and 75% for RB 198, at pH 5.5, concentration of H2O2 of 43.75 µmol /L for RB 221 and 37.5 µmol/L for RB 198, 30 ° C, time of 180 min for RB 221 and 240 min for RB 198, capsule mass 0.120 g for RB 221 and 0.110 g for RB 198. It was possible to reuse the biocatalyst in up to 3 times. The numerical model proposed for alginate provided a good fit over the experimental data. In the immobilization tests using polyurethane foam, the maximum degradation of 58% for RB 221 and 72% for RB 198 was obtained at pH 6 and 7, respectively, 30 ° C, 30 min of reaction, concentration of H2O2 37, 5 µmol/L for RB 198 and 50.0 µmol /L for RB 221.