Evaluación de la eficiencia de remoción de acetaminofén contenido en aguas a escala de laboratorio a través de la técnica de bioadsorción empleando cáscara de cacao y plátano

El presente proyecto consistió en la evaluación de la eficiencia de remoción de acetaminofén, considerado como un contaminante emergente a escala laboratorio a partir de bioadsorbentes a base de cáscara de cacao y plátano. Se determinó cómo los parámetros (concentración de acetaminofén, tiempo de contacto, biomasa activada y sin activar, cantidad de bioadsorbente y tamaño de partícula) intervienen en la efectividad del proceso de bioadsorción. Luego se procedió a aplicar las isotermas de adsorción de Langmuir y Freundlich para identificar los mecanismos de adsorción que se presentaron durante el tratamiento. Los datos experimentales obtenidos de la adsorción con cáscara de cacao se ajustaron mejor al modelo de Langmuir con un R2 de 0,97 y para la cáscara de plátano presentaron mejor ajuste al modelo de Freundlich con un coeficiente de correlación de 0,99. Se calcularon, los parámetros termodinámicos (ΔG°, ΔH° y ΔS°) para cada uno de los sistemas. La energía libre de Gibbs, confirmó los mecanismos de adsorción obtenidos por las isotermas, los valores negativos de la entalpía mostraron que el proceso de adsorción es exotérmico, los valores positivos de la entropía sugieren que el proceso de adsorción presenta un mayor grado de aleatoriedad y desorden molecular y la relación entre los parámetros termodinámicos demostraron que se presentó un proceso espontáneo de adsorción. Finalmente, se calculó la cinética de adsorción para las dos biomasas con los modelos de pseudo-primer y segundo orden, dando como resultado que la adsorción con cáscara de cacao corresponde al modelo de pseudo segundo orden con un R2 de 0,98. Finalmente, el proceso de adsorción a partir de biomasas activadas presentó mayores eficiencias de remoción en comparación con las biomasas inactivas y la cáscara de plátano demostró ser mejor bioadsorbente para el acetaminofén a una concentración de 10 ppm, un tamaño de partícula de 0,595 mm y 40 gr de biomasa con un 98,99% de remoción, mientras que la cáscara de cacao con la misma concentración y cantidad de adsorbente y tamaño de partícula de 0,841 mm presentó una remoción de 92,48%.

The present project consisted of evaluating the efficiency of removal of acetaminophen to laboratory scale from bioadsorbents based on cocoa and banana peels. It was determined how the parameters (acetaminophen concentration, contact time, activated and non-activated biomass, amount of biosorbent and particle size) intervene in the effectiveness of the bioadsorption process. Then, Langmuir and Freundlich adsorption isotherms were applied to identify the adsorption mechanisms that occurred during the treatment. The experimental data obtained from the adsorption with cocoa peel were better adapted to the Langmuir model with an R2 of 0,97 and for the banana peel they presented better adaptation to the Freundlich model with a correlation coefficient of 0,99. The thermodynamic parameters (ΔG°, ΔH° and ΔS°) were calculated for each of the systems. The Gibbs free energy confirmed the adsorption mechanisms obtained by the isotherms, the negative enthalpy values proved that the adsorption process is exothermic, the positive entropy values indicated that the adsorption process presents a greater degree of randomness and Molecular disorder and the relationship between thermodynamic parameters showed that a spontaneous adsorption process occurred. Finally, the adsorption kinetics for the two biomasses were calculated with the pseudo-first and second order models, resulting in the cocoa shell adsorption corresponding to the pseudo-second order model with an R2 of 0,98. Finally, the adsorption process from activated biomasses presented higher removal efficiencies compared to inactive biomasses, and banana peel proved to be a better bioadsorbent for acetaminophen at a concentration of 10 ppm, a particle size of 0,595 mm and 40 gr of biomass with 98,99% removal, while the cocoa shell with the same concentration and amount of adsorbent and particle size of 0,841 mm had a removal of 92,48%.

Ingeniero Ambiental

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Pregrado