Diseño estadístico para la remoción eficiente del colorante rojo 40 sobre tusa de maíz

Abstract

Introduction. Industrial colored effluents are an evident indicator of water pollution. Small quantities of dye affect, negatively, the appearance of water bodies and dramatically affect water regeneration, affecting the aquatic life. Several physical-chemical and biological methods have been usted to treat colored effluents, with considerable efficiency degrees, but they are expensive and produce more toxic by-products, so there are problems for their use. Adsorption with alternative adsorbents has proved its efficiency to eliminate colorants in solutions. Objetive. Achieving the maximum removal of the red 40 dye on corn cob by the use of a statistical experimental design and characterize the adsorbent material. Materials and methods. The most important variables of the adsorption process were evaluated under a discontinuous system through a factorial design, with the support of the Statgraphics software for its execution and analysis. The remaining concentration of the colorant was determined with the absorbance, by the use of an UV-vis Perkin Elmer Lamba spectrophotometer. Results. A maximum removal of 99% was achieved with the statistical model used, and a good adjustment (R2 equals 98.97%). The pH was the most significant variable in the adsorption of the red 40 dye. Conclusions. Corn cob proved to be an excellent adsorption material and the high removal degree achieved was due to the statistical experimental design, which is more economic and facilitates the analysis of the most important variables involved in the process.Introdução. Os efluentes industriais coloridos são um indicador evidente da contaminação dos corpos de água; a presença de quantidades mínimas de corante impacta negativamente a estética do meio e repercute drasticamente nos processos de auto-regeneração do recurso hídrico, afetando gravemente a vida aquática. Diversos métodos físico-químicos e biológicos foram utilizados para o tratamento de efluentes coloridos e se obtiveram eficiências consideráveis; não obstante, seus custos elevados e a geração de subprodutos mais tóxicos limitam sua implementação. A adsorção com adsorventes alternativos mostrou ser uma opção eficiente para a eliminação de corantes em solução. Objetivo. Atingir a máxima remoção do corante Vermelho 40 sobre espiga de milho mediante um desenho estatístico de experimentos (DEE)e caracterizar o material adsorvente. Materiais e métodos. As principais variáveis do processo de adsorção foram avaliadas sob sistema descontinuo através de um desenho fatorial, cuja realização e análise se apoiou no software Statgraphics. A concentração residual de corante foi determinada mediante absorbância, utilizando um espectrofotómetro UV- Vis Perkin Elmer Lamba 35. Resultados. Uma remoção máxima do 99% foi atingida com o modelo estatístico obtido e um bom ajuste (R2 = 98.97%). O PH foi a variável mais significativa na adsorção do Vermelho 40. Conclusões. Confirmou-se que a espiga de milho é um excelente material adsorvente e que a alta remoção atingida do corante foi possível graças ao DEE que, além de reduzir custos, possibilita uma análise das variáveis mais influentes no processo.Introducción. Los efluentes industriales coloreados son un indicador evidente de la contaminación de los cuerpos de agua; la presencia de cantidades mínimas de colorante impacta negativamente la estética del medio y repercute drásticamente en los procesos de autoregeneración del recurso hídrico, afectando gravemente la vida acuática. Diversos métodos fisicoquímicos y biológicos han sido utilizados para el tratamiento de efluentes coloreados y se han obtenido eficiencias considerables; no obstante, sus costos elevados y la generación de subproductos más tóxicos limitan su implementación. La adsorción con adsorbentes alternativos ha mostrado ser una opción eficiente para la eliminación de colorantes en solución. Objetivo. Alcanzar la máxima remoción del colorante Rojo 40 sobre tusa de maíz mediante un diseño estadístico de experimentos (DEE) y caracterizar el material adsorbente. Materiales y métodos. Las principales variables del proceso de adsorción fueron evaluadas bajo sistema discontinuo a través de un diseño factorial, cuya realización y análisis se apoyó en el software Statgraphics. La concentración residual de colorante fue determinada mediante absorbancia, utilizando un espectrofotómetro UV- Vis Perkin Elmer Lamba 35. Resultados. Una remoción máxima del 99% fue alcanzada con el modelo estadístico obtenido y un buen ajuste (R2 = 98.97%). El pH fue la variable más significativa en la adsorción del Rojo 40. Conclusiones. Se confirmó que la tusa de maíz es un excelente material adsorbente y que la alta remoción alcanzada del colorante fue posible gracias al DEE que, además de reducir costos, posibilita un análisis de las variables más influyentes en el proceso