kozGuayaba (Psidium guajava) polvo de la hoja: Novela adsorbente para la eliminacin del azul de metileno a partir de soluciones acuosasV. Ponnusami * , S. Vikram, SN SrivastavaDepartamento de Ingeniera Qumica de la Facultad de Qumica y Biotecnologa, Universidad SASTRA, Thirumalaisamudram, Thanjavur 613402, IndiaRecibido el 29 de marzo de 2007; recibido en forma revisada 23 de junio 2007; aceptado 25 de junio 2007Disponible en lnea 05 de julio 2007

ResumenExperimentos de sorcin por lotes se llevaron a cabo utilizando un nuevo adsorbente, Hoja de guayaba en polvo (BPL), para la eliminacin de azul de metileno (MB) a partir soluciones acuosas. Potencial de GLP para absorber del MB de la solucin acuosa se encuentra para ser excelente. Efectos del proceso de los parmetros de Ph.Se estudiaron dosis adsorbente, concentracin, tamao de partcula y la temperatura. Efecto de la interaccin-concentracin Temperatura en la absorcin de colorante era estudi y un modelo cuadrtico se propuso para predecir la absorcin de colorante en t erms de concentracin, tiempo y temperatura.El modelo se ajusta estrechamente a los datos experimentales. El modelo se utiliz para encontrar la temperatura ptima y la concentracin que resulta en mxima absorcin de colorante. Langmuir modelo representa los datos experimentales bien. De Maximu m absorcin de colorante se encontr que era 295 mg / g, lo que indica que el GLP se puede utilizar como una excelente adsorbente de bajo costo. Se probaron modelos pseudo primer orden, orden pseudo-segundo y difusin intraparticular. De los datos experimentales se encontr que la adsorcin de MB en GLP sigue una cintica de segundo orden seudo.Difusin externa y difusin intraparticular juegan un papel en el proceso de adsorcin.La energa libre de adsorcin (), el cambio de entalpa () y el cambio de entropa () se calcularon para predecir la naturaleza de adsorcin. Adsorcin en lecho relleno tambin se evalu. 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.Palabras clave: polvo de hoja de guayaba; Eliminacin del tinte; Adsorcin por lotes; Lecho fijo de adsorcin

1.- IntroduccinLa eliminacin de colorantes de efluentes contaminados es una tarea esencial para Proteccin del Medio Ambiente teniendo en cuenta el volumen y la composicin, los efluentes de la industria textil fue declarada como una de las principales fuentes de las aguas residuales en los pases de la ASEAN [1].Colorantes son ampliamente utilizados en muchas industrias como la textil, cuero, pulpa y papel y plstico con el fin de colorear sus productos. Acerca de 700.000 toneladas y 10.000 tipos diferentes de colorantes y pigmentos se estn produciendo anualmente en todo el mundo [2,3].Es bastante difciles de tratar las aguas residuales textiles por biolog convencional procesos ical y fsico-qumicas debido a la compleja estructura molecular de los colorantes. Por lo tanto, el tratamiento innovador mtodos estn siendo investigados. Entre los diversos tratamientos opciones disponibles para la eliminacin de colorantes de los efluentes textiles, adsorcin es uno de los mtodos de tratamiento ms eficaces [4].Los carbones activados son ampliamente utilizados como adsorbentes para la eliminacin de los tintes de las aguas residuales. Sin embargo, el uso de carbn activado para eliminacin a gran escala de colorantes es bastante caro. Consecuentemente muchos investigadores han estudiado la viabilidad del uso de bajo costo sustancias como alternat ive a las costosas carbones activados. Materiales como paja de arroz modificado [2], cenizas volantes [3,5], la cscara de arroz [6,7], hoja de Neem en polvo [8], polvo de hoja de guayaba qumicamente tratada [9], hojas de los rboles fnix [10], la cscara de trigo [11], el pltano y la naranja cscaras [12], etc, han sido estudiados. Muchos agro-residuos son arbitrariamente descartados o conjunto de generacin de incendios de CO2 y otras formas de la contaminacin del aire. La explotacin y utilizacin de estos materiales debe traer beneficios econmicos y sociales obvias a la humanidad.

En la actualidad la capacidad de trabajo, la adsorcin del polvo de la hoja de guayaba sin tratar (GLP) fue investigado, utilizando azul de metileno como un colorante bsico del modelo. Guayaba o Psidium guajava familia de Myrtaceae es una planta tropical y semitropical. Es comn en los patios y lugares de residuos. Las hojas primas contienen aceite fijo 6%, y el aceite voltil 0,365%, 3,15% de resina, tanino 8,5%, y un nmero de otras sustancias fijos. Sus semillas y las hojas poseen valor medicinal y se ha utilizado tradicionalmente para tratar una serie de enfermedades humanas [13].Durante los estudios preliminares llevados a cabo en nuestro polvo de hoja de guayaba laboratorio haba mostrado una excelente capacidad de adsorcinpara el azul de metileno. Los objetivos de la presente estudio fueron, para examinar las caractersticas de adsorcin del polvo de la hoja de la guayaba, para estudiar la viabilidad de su uso como absorbente de bajo costo, para determinar los parmetros cinticos de proceso por lotes, para predecir la mxima capacidad de adsorcin posible y estudiar el rendimiento de adsorcin de lecho compacto. Debido a su abundante disponibilidady de bajo costo que puede ser desechado despus de su uso, sin necesidad de regeneracin costosa.El color en cuerpo de agua es estticamente desagradable, e interfiere penetracin de la luz y reduce la actividad fotosinttica. Muchos colorantes o sus metabolitos tienen efectos txicos como cancergenos, efectos mutagnicos y teratognicos en la vida acutica y los seres humanos [2].El azul de metileno (MB, Frmula qumica: C 16 H 18 N 3 SCI; FW: 319.86 g / mol, max = 662 nm, clase: tiazina, C.I.Nmero de clasificacin :. 52015) fue elegido como un colorante modelo debido a su bien conocido caractersticas de adsorcin. El tinte no se considera de toxicidad aguda, pero puede tener varios efectos nocivos. Los trabajadores en contacto de azul de metileno estn en riesgo de contacto de dermatitis irritante (PICD) [14].La alta concentracin de colorante slido en contacto con el ojo ha sido conocida por haber causado lesin corneal y conjuntiva en los seres humanos. La anemia hemoltica se ha producido en el hombre unasemana despus de las dosis excesivas de azul de metileno. En los adultos las dosis IV en el rango de 500 mg han producido nuseas, dolor abdominal y dolor pre-cordial, mareos, dolor de cabeza, sudoracin profusa y mental confusin [15] .MB es un teratgeno conocido que provoca intestinal atresia cuando se inyecta intraamnitica [16].El azul de metileno tambin puede dar lugar a anemia hemoltica, hiperbilirrubinemia, y insuficiencia renal aguda [17] .DL50 valores orales para ratas y ratn tienen ha informado de que 1,180 y 3,500 mg / kg- 1 [18].

2. Materiales y mtodosHojas de guayaba maduras se lavaron a fondo con agua destilada agua para eliminar el polvo y otras impurezas y se sec a 343K en horno de aire caliente durante la noche. Las hojas secas se tritura, se tamiza, lavado y secado de nuevo. GLP en plstico contenedores para su uso posterior. Se determinaron las caractersticas del GLP, y los resultados se resumen en la Tabla 1. El tinte MB (82% contenido de colorante) se obtuvo de Ranbaxy Laboratories Limited

Tabla 1Propiedades fsicas y qumicas de GLP utilizados en los experimentos

Contenido de humedad (%)4.77

Materia Voltil (%)69.91

Ceniza19.56

Carbono fijo (%)5.76

Densidad aparente (g / dm 3)262

Tamao medio de las partculas, BSS # -100 + 150 (u.m)125

(India), y se utiliza sin ms purifi cacin.Una solucin madre fue preparada por disolucin de la cantidad requerida de colorante en doble agua destilada que luego fue diluida a concentracin requerida. Todas las soluciones se prepararon en agua doblemente destilada.PH de la solucin se ajust mediante la adicin de HCl o bien Na 2 CO 3 como se requiere. Se determinaron las concentraciones de las soluciones de tinte a partir de la absorbancia de la solucin a la onda-caracterstica longitud ( max = 662 nm) de MB mediante una viga doble UV-vis espectrofometro (Systronics 2201). Se diluyeron las muestras si la absorbancia es superior a 0,8. A continuacin, la concentracin final se determinada de la curva de calibracin. Eliminacin de tinte Porcentaje se calcula utilizando la siguiente frmula:

-------- (1)

Absorcin especfica se calcul por:

-------- (2)2.1. Experimentos de adsorcin

Los experimentos de adsorcin por lotes se llevaron a cabo por diversas concentraciones iniciales de tinte, el pH inicial, la temperatura, adsorbente el tamao de la dosis y de partculas. En cada experimento exactamente pesada GLP esta en 100 cm 3 de solucin acuosa de colorante tomadas en un 250 cm 3 matraz cnico y la mezcla se agit a 200 rpmen un agitador se incub a una temperatura constante. Las muestras se retiraron a intervalos de tiempo regulares y se centrifuga (Remi Centrifugadora de Investigacin). La concentracin de colorante en la solucin flotante se determin mediante UV-Vis. Todos los experimentos se realizaron por duplicado y los valores medios se tomaron.

22. Las isotermas de adsorcinDatos de equilibrio comnmente conocidos como isotermas de adsorcin son requisitos bsicos para el diseo de sistemas de adsorcin. Estos datos proporcionan informacin sobre la capacidad del adsorbente o la cantidad necesaria para eliminar una unidad de masa de contaminante bajo las condiciones del sistema. Langmuir y Freundlich isotermas fueronutilizado para describir las caractersticas de equilibrio de adsorcin.Una isoterma preciso es importante para fines de diseo. Lineal regresin se utiliza comnmente para determinar el mejor modelo de ajuste, y el mtodo de los mnimos cuadrados ha sido ampliamente utilizado para la obtencin las constantes de isotermas. Sin embargo, es bien sabido que la obtencin los parmetros de una ecuacin no lineal utilizando su forma lineal puede introducir grandes errores [1].Se prefiere La regresin no lineal de datos no transformados. La regresin no lineal se realiza usando Curve Expert 1,34 (Microsoft). Cinco diferentes funciones de error, suma de los cuadrados de error (SSE), sumade los errores absolutos (SAE), el error relativo medio (ARE), desviacin de Mar-Quardts ciento estndar (MPSD) y Chi-cuadrado ( 2) de regresiones no lineales fueron empleados para averiguar el ms modelo de isoterma adecuado. De finitions de estas funciones de error son descrito en otra parte [1,3,19].Una de las isotermas de adsorcin ms populares utilizados para lquidos para describir la adsorcin sobre una superficie que tiene la distribucin energa heterognea es Freundlich isoterma. Se administra en forma:

-------- (3)

Isoterma de Freundlich se deriva suponiendo superficie heterogeneidad. Kf y n son indicadores de la capacidad de adsorcin y de adsorcin intensidad, respectivamente [11].Reordenando la ecuacin. (3) obtenemos,

------ (4)

Una representacin de log qe vs log Ce produce una lnea recta, con una pendiente de 1/n y la interseccin de ln K F. El valor de la constante de Freundlic (N) debe estar en el intervalo de 1-10 para la adsorcin favorable [11]. Isoterma de Langmuir, aplicable para la superficie homognea de adsorcin, se da como:

------ (5)

La ecuacin. (5) puede ser reorganizado en forma lineal:

------ (6)

Por el trazado de 1/qe en funcin de 1/Ce, las constantes de Langmuir pueden ser obtenido. Las caractersticas esenciales de la isoterma de Langmuir puede ser expresado por un parmetro de separacin o de equilibrio, que es una constante adimensional definido como:

R L: indica la naturaleza de la adsorcin [11] como se indica a continuacin: desfavorable R L> 1; lineal R L = 1; favorables 0