INVESTIGADORES
BAEZ German David
congresos y reuniones científicas
Título:
Detoxificación de cobre en aguas, con levadura de cerveza tratada por distintos métodos fisicoquímicos
Autor/es:
BÁEZ, G. D.; LLOMPART, D.; DELORENZI, N. J.; BUSTI, P. A.
Lugar:
Rosario
Reunión:
Simposio; 1er Simposio argentino de los procesos biotecnológicos; 2010
Institución organizadora:
Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas ? UNR
Resumen:
DETOXIFICACIÓN DE COBRE EN AGUAS, CON LEVADURA DE CERVEZA TRATADA POR DISTINTOS MÉTODOS FISICOQUÍMICOS Baez, German; Llompart, David; Delorenzi, Nestor; Busti, Pablo Area Fisicoquimica . Departamento de Quimica-Fisica . Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas . Universidad Nacional de Rosario. Suipacha 531 . (2000) Rosario. E-mail: pbusti@fbioyf.unr.edu.ar Introducción: La contaminación del agua por metales pesados proveniente de la industria, constituye un problema de vital importancia aun no resuelto satisfactoriamente. La utilización de microorganismos como adsorbentes de metales pesados, ofrece una alternativa económica a los métodos ya existentes. La biomasa se comporta como un intercambiador iónico debido a la presencia en la superficie celular de grupos cargados. La economía de este proceso radica en la utilización de biomasa agotada proveniente de fermentaciones industriales (industria de la cerveza, del pan, etc.) La eficiencia de un bioadsorbente puede ser incrementada por distintos tratamientos fisicoquímicos que modifican la superficie celular, exponiendo mayor numero de sitios de fijación para el contaminante. El objetivo del presente trabajo es comparar la eficiencia de la oxidación con permanganato de potasio (KMnO4) con otros tratamientos fisicoquímicos existentes, sobre biomasa muerta (Saccharomyces cerevisiae) en el estudio de la detoxificación del sulfato de Cu (II) en aguas. Metodología: Microorganismo utilizado: Levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae). Los distintos tratamientos fisicoquímicos ensayados son: Tratamiento con alcohol, tratamiento térmico, tratamiento alcalino, tratamiento oxidante con KMnO4 . En todos los casos luego de cada tratamiento, la biomasa muerta se colecta por centrifugación a 2000 g durante 10 minutos, se lava varias veces con agua destilada en ciclos de resuspensión centrifugación, y luego es secada en estufa a 60 C durante 24 h En cada caso el solido resultante es triturado en mortero y tamizado hasta 0.297 mm de diámetro. Análisis cualitativo del tamaño de partícula por medidas de turbidez: Dado que la bioadsorción es un proceso cuyo rendimiento varia considerablemente con el area superficial del bioadsorbente en contacto con la solución, se estimo cualitativamente la extensión de esta área midiendo el tamaño de partículas por turbidimetría. Ensayos de equilibrio en lote: Cantidades variables de biomasa muerta y soluciones de Cu (II) se pusieron en contacto hasta llegar al equilibrio. Se determino la cinética seguida por el sistema para llegar al equilibrio, observándose que en todos los casos este se alcanza antes de los 60 minutos. La concentración de Cu (II) no adsorbido se determino por espectrofotometría (método de la cuprizona). Las isotermas de adsorción (cantidad en peso de cation adsorbido por unidad en peso de biomaterial seco en funcion de la concentración de catión en equilibrio) se estudiaron bajo distintas condiciones del entorno acuoso (pH, temperatura, fuerza iónica). Los datos provenientes de los estudios en lote se ajustaron estadísticamente mediante el algoritmo de Levenberg-Marquardt, en busca del modelo fisicoquimico apropiado que describa en forma adecuada la adsorción en cuestión. Con el objeto de estudiar la influencia de los factores pH, fuerza iónica y temperatura, se realizo un diseño experimental de Plackett . Burman a tres factores, que contemplo un totalde 8 ensayos. Con los valores arrojados por cada ensayo se construyo un cuadro ANOVA, el cual se proceso con el programa DESIGN EXPERT. Resultados: La turbidimetría mostró un tamaño de partícula similar en todos los tratamientos, estos valores fueron consistentes con observaciones realizadas por microscopia óptica. En la Figura 1 son mostrados los resultados de los estudios de equilibrio en lote Figura 1: Isotermas de adsorción obtenidas a pH= 4,0 y a 20??C con biomasa tratada y sin tratar. Referencias: - Levadura sin tratar. - tratamiento con etanol. térmico. con NaOH. con KMnO4 El modelo de Langmuir, es el que mejor ajusto a los datos experimentales hasta una concentración de 100 ppm. Los resultados del diseño de Plackett-Burman mostraron que los factores estudiados influyen en el proceso según el orden: pH > fuerza iónica. No Isotermas de adsorcion cc de cobre (ppm) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Cu adsorbido (mg/g) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 observándose acción de la temperatura en el rango estudiado. Los resultados de adsorción de Cu (II) en función de variaciones de pH y fuerza iónica, evidenciaron que la adsorcion curso principalmente a traves de interacciones de tipo coulombico (mecanismo de intercambio iónico) y en menor grado por interacciones electrostáticas. El modelo predice una adsorción nula para un pH de 3, y una respuesta máxima para pH 6, puesto que, a valores superiores el Cu (II) comienza a precipitar como hidróxido. Conclusiones: Para el Cu (II) la extensión de la adsorción siguió el siguiente orden: tratamiento oxidante con KMnO4 > tratamiento con base tratamiento térmico> tratamiento con etanol > levadura sin tratar. Estos resultados muestran que el adsorbente obtenido con nuestro tratamiento por oxidación con permanganato es el de mayor eficiencia, y por lo tanto el mas adecuado para la purificación de efluentes de este tipo.
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