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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN
DEL
TÍTULO DE:
INGENIERO QUÍMICO
TEMA:
´´Obtención de quitina del caparazón de cangrejo rojo y
camarón blanco para el tratamiento de aguas residuales en
industria cartonera´´
AUTORES:
Zuña Bernabé Dennise Rocio
Valverde Mina María José
DIRECTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Dra. Bermeo Garay Martha Mirella
GUAYAQUIL, AGOSTO DEL 2019
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II
DEDICATORIA
Este trabajo de titulación va dedicado principalmente a Dios que
siempre me ha bendecido en el trascurso de la carrera de ingeniería
química, brindándome su guía y protección en todos mis caminos y
decisiones para lograr este gran objetivo.
Dedico también este trabajo a toda mi familia por ayudarme en todo
momento, demostrándome su apoyo incondicional en todas mis
decisiones y dándome sabios consejos para nunca darme por
vencida, ya que son mis pilares fundamentales en mi vida.
María José Valverde Mina.
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III
AGRADECIMIENTO
Finalizado este trabajo de investigación quiero expresar mi gratitud
infinita a Dios por bendecirme con esta gran oportunidad de ser una
profesional, siempre guiándome y dándome fuerzas para vencer
obstáculos a lo largo de la vida y en de la carrera universitaria.
También quiero expresar mis agradecimientos a mi familia por
brindarme siempre sus constantes apoyos para lograr este gran
objetivo, dándome lo mejor en todo lo que necesitaba.
De igual manera quiero expresar mi agradecimiento a mi amiga
Denisse Zuña por su constante dedicación para finalizar este gran
proyecto de investigación, también agradezco a la Universidad de
Guayaquil, en especial a la facultad de Ingeniería Química por
compartir sus valiosas enseñanzas y conocimiento que me servirán
mucho para mi vida profesional y cotidiana.
Quedo muy agradecida a mi tutora la Dra. Martha Bermeo y la Ing.
Judith Chalen que me han guiado y brindado sus conocimientos, al
igual que el Ing. Radium Aviles por su gran paciencia y capacidad de
explicar y enseñar, también por facilitarnos el laboratorio para poder
finalizar este gran proyecto de tesis.
María José Valverde Mina.
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IV
DEDICATORIA
En primer lugar a Dios por ser mi guía y apoyo quien con su bendición
me brindo la fuerza necesaria para poder cumplir mis metas sin
desfallecer.
A mis padres Jorge zuña y Patricia Bernabé con su esfuerzo,
enseñanzas y apoyo incondicional me dieron fortaleza para no decaer
y seguir hasta lograrlo.
A mis hermanos, familiares, amigos y mi enamorado personas
importantes que me dieron su apoyo incondicional y tuvieron fe en mí
en el transcurso de la carrera.
Dennise Rocío Zuña Bernabé
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V
AGRADECIMIENTO
Concluido este trabajo de investigación agradezco a Dios por
haberme guiado durante mi carrera, por permitirme tener y disfrutar a
mi familia. A mis padres por siempre estar conmigo apoyándome y
alentándome en cada decisión tomada, siempre me dijeron el
esfuerzo tiene su recompensa.
A cada una de las personas que me brindaron su apoyo en esta etapa
de mi vida, a mi amiga María José Valverde por su apoyo y dedicación
para terminar con el trabajo de investigación.
Agradezco a la facultad de ingeniería química por los conocimientos
brindados de cada uno de los docentes, los cuales serán de ayuda en
mi vida profesional.
A mi tutora Dra. Martha Bermeo, Ing. Judith Chalen y el Ing. Radium
Avilés por brindarnos su apoyo, su paciencia y sus conocimientos para
poder finalizar con éxito nuestro trabajo de investigación.
Dennise Rocío zuña Bernabé
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VI
INDICE DE CONTENIDO
DEDICATORIA ......................................................................................... II
AGRADECIMIENTO ................................................................................ III
DEDICATORIA ....................................................................................... IV
AGRADECIMIENTO ................................................................................ V
INDICE DE FOTOGRAFÍA ..................................................................... XV
RESUMEN .......................................................................................... XXIII
ABSTRACT .......................................................................................... XXV
INTRODUCCIÓN..................................................................................... 20
ABREVIATURAS .................................................................................... 22
CAPÍTULO I ............................................................................................ 23
Generalidades de la investigación ....................................................... 23
1.1 Planteamiento del problema ......................................................... 23
1.2 FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN .. 24
1.2.1 Formulación del problema de investigación ............................... 24
1.2.2 Sistematización del problema ...................................................... 25
1.3 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ...................................... 25
1.3.1 Justificación teórica...................................................................... 25
1.3.2 Justificación metodológica .......................................................... 26
1.3.3 Justificación práctica ...................................................................... 27
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VII
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ............................................. 27
1.4.1 Objetivo general ............................................................................ 27
1.4.2 Objetivo especifico ....................................................................... 27
1.5 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN ........................................ 28
1.5.1 Delimitación temporal ................................................................... 28
1.5.2 Delimitación espacial .................................................................... 28
1.5.3 Delimitación del contenido ........................................................... 29
1.6 HIPÓTESIS ....................................................................................... 30
1.7 VARIABLES ..................................................................................... 30
1.7.1 Variable independiente ................................................................. 30
1.7.2 Variable dependiente .................................................................... 30
1.7.3 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES INDEPENDIENTES
…………………………………………………………………………….31
1.7.4 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES DEPENDIENTES 32
1.8 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN ............... 33
1.8.1 Formulación del problema de investigación ............................... 33
CAPÍTULO II ........................................................................................... 34
MARCO REFERENCIAL ............................................................................. 34
2.1 Antecedentes................................................................................. 34
2.2 MARCO TEÓRICO ......................................................................... 35
2.1.1 QUITINA ............................................................................................. 35
-
VIII
2.1.2 Desproteinización química de la quitina ..................................... 38
2.1.3 Desmineralización de quitina ....................................................... 38
2.1.4 Descripción de las especies ......................................................... 40
2.1.4.1 Cangrejo rojo (Ucides occidentalis) ............................................ 40
2.1.4.2 Camarón blanco (Litopenaeus Vannamei) ................................. 41
2.1.4.3 Tratamiento de aguas residuales para la industria cartonera ... 41
2.1.4.4 Polímeros como coagulante ......................................................... 42
2.1.4.5 Coagulación .................................................................................. 42
2.1.5 Floculación .................................................................................... 45
2.1.6 Prueba de jarra o test de jarra ...................................................... 46
2.2 MARCO CONCEPTUAL ................................................................... 47
2.2.1 Efluentes ........................................................................................ 47
2.2.2 Floculación .................................................................................... 47
2.2.3 Coagulación .................................................................................. 47
2.2.4 Aguas residuales industriales ...................................................... 47
2.2.5 PH ................................................................................................... 48
2.2.6 Turbiedad ....................................................................................... 48
2.2.7 Olor ................................................................................................ 48
2.2.8 DQO ................................................................................................ 48
2.2.9 Colorantes ..................................................................................... 49
2.3 MARCO CONTEXTUAL ................................................................... 50
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IX
CAPITULO III .......................................................................................... 51
3.1 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN ....................................... 51
3.2 MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS ........................................ 52
3.3 ASPECTO METODOLÓGICO .......................................................... 54
3.3.1 Recolección de la muestra cruda de la industria cartonera ....... 54
3.3.2 Caracterización de las muestras .................................................. 55
3.4 DISEÑO EXPERIMENTAL ................................................................ 55
3.4.1 Obtención de la quitina a partir del caparazón del cangrejo y
camarón ..................................................................................................... 55
3.4.2 Análisis de quitina por ensayo colorimétrico de la
glucosamina ............................................................................................... 59
3.4.3 Procedimiento del método test de jarra o prueba de jarra ......... 63
3.4.4 Pruebas de solubilidad de la quitina ........................................... 64
CAPITULO VI .......................................................................................... 65
4.1 RESULTADOS ............................................................................... 65
4.1.1 Porcentaje de Quitina del caparazón del camarón blanco ......... 66
4.1.2 Porcentaje de Quitina del caparazón del cangrejo rojo ............. 66
4.1.3 Rendimiento de Quitina del caparazón del camarón blanco ..... 66
4.1.4 Rendimiento de Quitina del caparazón del cangrejo rojo .......... 67
4.1.5 Dosificación óptima para el tratamiento de agua residual de
almidón de la industria cartonera del proceso de cartón corrugado ..... 73
-
X
4.2 Análisis de resultado ...................................................................... 80
Capítulo V............................................................................................... 82
5.1 Conclusiones................................................................................. 82
5.2 Recomendaciones ........................................................................ 83
5.3 Referencias bibliográficas ............................................................ 84
5.4 Anexos ............................................................................................. 91
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XI
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Especificaciones de la operacionalización de las
variables independientes ..............................................................31
Tabla 2 Especificaciones de la operacionalización de las
variables dependiente ...................................................................32
Tabla 3. Composición química de los exoesqueletos de
crustáceos Cangrejo rojo (Ucide Occidentalis) y Camarón blanco
(litopenaeus Vannamei) ................................................................37
Tabla 4. Equipos a utilizar en las metodologías..........................52
Tabla 5. Materiales y reactivos .....................................................53
Tabla 6 Caracterización de las muestras .....................................55
Tabla 7 Concentración de los reactivos aplicados para la
determinación de glucosamina ....................................................60
Tabla 8 Mediciones de la A750 valores de 1 g/L de glucosamina
patrón -Oligosacárido de quitina (camarón blanco) -
Oligosacárido de quitina (cangrejo rojo). ....................................62
Tabla 9 Pruebas de dosificación de quitina proveniente del
caparazón del camarón blanco con los parámetros físico-
químicos. .......................................................................................69
Tabla 10 Pruebas filtrada de quitina proveniente del caparazón
del camarón banco con los parámetros físico-químicos.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019) ..............................70
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XII
Tabla 11 Pruebas de dosificación de quitina proveniente del
caparazón del cangrejo rojo con los parámetros físico-químicos.
........................................................................................................71
Tabla 12 Pruebas filtrada de quitina proveniente del caparazón
del cangrejo rojo ...........................................................................72
Tabla 13 Dosificación óptima para la remoción de los parámetros
Color, Turbidez, DQO ....................................................................73
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XIII
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Facultad de ingeniería química de la universidad de
Guayaquil–GD: 2.1819132,-79.9014681 (Google Maps,
www.google.com/maps, 2019) ......................................................29
Figura 2 Composición química de los exoesqueletos de
crustáceos .....................................................................................36
Figura 3 Estructura química de la quitina ...................................37
Figura 4 Cangrejo rojo Ucides occidentalis ................................40
Figura 5 Camarón blanco litopenaeus vannamei ........................41
Figura 6 Etapas de coagulación ...................................................44
Figura 7 Mecanismo de coagulación por absorción ...................44
Figura 8 Mecanismo de coagulación por barrido ......................45
Figura 9 Mecanismo de floculación .............................................45
Figura 10 Diagrama de flujo del proceso de tratamiento de agua
residual con Quitina. .....................................................................50
Figura 11 Diagrama de flujo del proyecto....................................54
Figura 12 Diagrama de flujo de obtención de la quitina del
camaron y cangrejo ......................................................................56
Figura 13 Diagrama de flujo del análisis de quitina ....................59
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XIV
INDICE DE GRAFICAS
Gráfica 1 Determinación de glucosamina por método
colorimetría ....................................................................................61
Gráfica 2 Concentración de glucosamina de camarón blanco VS
la absorbancia medida a 750 nm. .................................................65
Gráfica 3 Estado inicial físico- químico del agua cruda de la
industria cartonera .....................................................................73
Gráfica 4 Remoción del color aparente del agua residual de la
industria cartonera con quitina procedente del camarón. .........74
Gráfica 5 Remoción de la turbidez del agua residual de la
industria cartonera con quitina procedente del camarón. .........75
Gráfica 6 Remoción del DQO del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del camarón. .........................76
Gráfica 7 Remoción del color aparente del agua residual de la
industria cartonera con quitina procedente del cangrejo. .........77
Gráfica 8 Remoción de la turbidez del agua residual de la
industria cartonera con quitina procedente del cangrejo. .........78
Gráfica 9 Remoción del DQO del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del cangrejo rojo...................79
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XV
INDICE DE FOTOGRAFÍA
Fotografía 1 Recolección de materia prima .................................57
Fotografía 2 Desproteinización para la obtención de quitina ....58
Fotografía 3 Aplicación del test de jarra ......................................63
Fotografía 4 Prueba de solubilidad de la quitina provenientes de
los caparazones del camarón blanco y del cangrejo rojo. .........64
Fotografía 5 Caparazones de camarón blanco seca ...................92
Fotografía 6 Caparazones de cangrejo lavados .....................92
Fotografía 7 Caparazones molidos ..............................................92
Fotografía 8 Tamizador con las muestras ...................................92
Fotografía 9 Secado de la muestra ..............................................93
Fotografía 10 Muestra secando en el sol .....................................93
Fotografía 11 Preparación de soluciones ....................................93
Fotografía 12 Calentamiento con agitación de la muestra con
NaOH ..............................................................................................93
Fotografía 13 Calentamiento con agitación de la muestra con HCl
........................................................................................................94
Fotografía 14 Hidrolisis de la quitina ...........................................94
Fotografía 15 Reactivos químicos para prueba de quitina por
colorimetría ....................................................................................94
Fotografía 16 Medición de pH .......................................................94
Fotografía 17 Muestras para el análisis de colorímetro .............95
Fotografía 18 Quitina proveniente del caparazón de cangrejo rojo
y camarón blanco ..........................................................................95
-
XVI
Fotografía 19 Desmineralización ..................................................95
Fotografía 20 Sedimentación ........................................................95
Fotografía 21 Formación de flóculos ...........................................96
Fotografía 22 Filtración .................................................................96
Fotografía 23 Muestras analizadas ..............................................96
Fotografía 24 Viales para la medición de DQO............................96
Fotografía 25 Medición de color y turbidez .................................97
Fotografía 26 Prueba de solubilidad con ácido orto fosfático ...97
Fotografía 27 Proceso de muestras aclaradas ............................97
Fotografía 28 Análisis físico-químico del agua cruda y tratada .98
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XVII
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XVIII
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XIX
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XX
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XXI
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XXII
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XXIII
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
Autores:
Zuña Bernabé Dennise Rocio
Valverde Mina María José
Tutor:
Dra. Bermeo Garay Martha Mirella
RESUMEN
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo la obtención
de quitina que es un polisacárido proveniente de los caparazones del
cangrejo rojo (Ucides Occidentalis) y del camarón blanco (litopenaeus
Vannamei), para lo cual se hizo su caracterización del agua residual
de una industria cartonera. La obtención de la quitina se la realizo por
tratamientos de desproteinización (eliminación de proteína) y
desmineralización (eliminación del carbonato de calcio) quedando un
porcentaje de quitina de camarón blanco 17% y de cangrejo rojo
16.32%.
De la experimentación se trata con 867 ppm de la quitina de camarón
blanco con un porcentaje de remoción de color 16%, turbidez 70% y
DQO 93% y las pruebas con quitina de cangrejo rojo se trataron con
una concentración 471 ppm donde se removió de color 18%, 73%, y
DQO 94%.
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XXIV
Palabras claves: quitina, desproteinización, desmineralización,
floculación-coagulación, efluente de cartonera.
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XXV
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
Autores:
Zuña Bernabé Dennise Rocio
Valverde Mina María José
Tutor:
Dra. Bermeo Garay Martha Mirella
ABSTRACT
The objective of this research work is the search for chitin which is a
polysaccharide from the shell of the red crab (Ucides Occidentalis) and the
white shrimp (Litopenaeus Vannamei), for which its characterization of the
residual water of a “cartonera” industry was made. The obtaining of chitin was
carried out by treatments of deproteinization (protein elimination) and
demineralization (elimination of calcium carbonate) leaving a percentage of
chitin of white shrimp 17% and red crab 16.32%.
The experimentation is treated with 867 ppm of white shrimp chitin with a 16%
color removal percentage, 70% turbidity and 93% DQO and the tests with red
crab chitin were treated with a 471 ppm concentration where it was removed
from color 18%, 73%, and DQO 94%.
Keywords: chitin, deproteinization, demineralization, flocculation-coagulation,
cartonera effluent.
-
20
INTRODUCCIÓN
En la mayoría de los procesos industriales, implica la utilización de agua,
en este caso la industria cartonera demanda un alto consumo de agua y
energía, por lo que este tipo de industria eliminan grandes cantidades de
efluentes, por ello optan por la implementación de una planta de
tratamiento de aguas residuales, así aprovechando recursos.
El agua tratada, gran parte se aprovecha para la reutilización y eliminación
a alcantarillados o recursos hídricos, la industria cartonera se encuentra
como el segundo contaminante ambiental, por ello se busca utilizar la
menor agua posible y otra parte reutilizarla de la misma ya sea en el
proceso o para energía.
En la ciudad de Guayaquil existe una alta demanda de cangrejo rojo
(Ucides Occidentalis) y de camarón blanco (litopenaeus Vannamei),
produciendo desechos sólidos causando contaminación, estos desechos
se van a utilizar para el tratamiento de aguas residuales de la industria
cartonera, donde se realiza un tratamiento, que consiste en el proceso de
flotación que hace participación a los procesos de coagulación y
floculación.
En este proceso se utiliza la quitina como coagulante-floculantes
específico, el polisacárido quitina el cual se lleva a cabo el proceso donde
las partículas coloidales son desestabilizadas, lo cual produce la formación
-
21
de flóculos, y estos son los poli electrolitos, que ayudan a la formación de
grumos con mayor tamaño causados entre las partículas desestabilizadas
suspendidas, y las coloidales, que podrán de manera fácil ser retirados por
medio de otros proceso siendo una de ellas por sedimentación, filtración o
procesos afines. (J. ALBÁN & J. TUMBACO, 2018).
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22
ABREVIATURAS
V= volumen
L= litros
Ppm= partes por millón
Cm= camarón
Cg= cangrejo
Cr= cruda
CGN= concentración de glucosamina
C=concentración
DQO= demanda química de oxigeno
A=absorbancia
°C= grados Celsius
GN= glucosamina
%= porcentaje
F.D.D= factor de dilución
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23
CAPÍTULO I
Generalidades de la investigación
1.1 Planteamiento del problema
La reutilización del agua en las industrias es de gran auge, ya que ayuda a
la disminución de costos debido que se la puede aprovechar en diferentes
actividades del proceso de producción y de cuidado con el medio ambiente.
En las industrias cartoneras se estima un consumo eléctrico de 1400 a 2500
kw/tonelada dependiendo del proceso que se lleve a cabo y un consumo
de agua de 10 a 200 m3/diarios generando aproximadamente un agua
residual con 10 a 11 m3 / diarios de sólidos suspendidos y una
concentración de 15 mil Ppm de DQO (Secretaria Nacional de planificación
y desarrollo, 2013), el cual causa un impacto ambiental, los efluentes que
son descargados a los cuerpos hídricos, contienen tintas del “procesos de
imprenta en su mayor porcentaje es residuos de tinta orgánica y otro fluido
es el agua residual de almidón proveniente de la corrugadora.
Esta mezcla de almidón, bórax, soda caustica y agua, es utilizada para
pegar las diferentes láminas de cartón empleadas para la elaboración del
cartón corrugado” (IDROVO, 2018); afectando directamente la vida marina
la cual no solo queda en estos organismos vivos si no que siguen el ciclo
de la cadena trófica, afectando a la comunidad.
El polisacárido quitina que está en altos porcentajes en lo que son los
crustáceos, en este caso será del cangrejo rojo y camarón blanco son
-
24
residuos que tienen alta demanda, al igual que sus residuo aquellos
generan una contaminación ya que son desechadas sin control alguno es
por ello que con la utilización de dicho residuo va a reducir su carga
contaminante, ya que el polisacárido se lo va a utilizar como floculante-
coagulante para desestabilizar y llevar a cabo la sedimentación de la carga
contaminante para poderla reutilizar en la línea de producción, será de gran
contribución para la industria sea tanto económica y ambiental.
1.2 FORMULACIÓN Y SISTEMATIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
1.2.1 Formulación del problema de investigación
¿Será posible determinar la eficiencia de remoción con el coagulante-
floculante polisacárido quitina obtenido del caparazón del cangrejo rojo
(Ucides Occidentalis) del camarón (litopenaeus Vannamei), para la
aplicación en aguas residual de las actividades del proceso de pegamento
de la industria cartonera por medio de la desestabilización y aglomeración
de las partículas suspendida?
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25
1.2.2 Sistematización del problema
¿Cuántos parámetros de respuestas se analizaran del agua de la
industria cartonera?
¿Cuáles serán las condiciones de operación del sistema para el
agua residual tratada para poderles dar el tratamiento propuesto?
¿Procediendo a la técnica de test de jarra en el agua residual, será
factible determinar la dosificación apropiada de la quitina como
Coagulante-Floculante?
1.3 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
1.3.1 Justificación teórica
El tratamiento de aguas residuales sigue creciendo industrialmente, con el
objetivo de economizar energía debido a que dichas aguas ya tratadas se
las puede reutilizar en la línea de proceso, es decir hoy en día toda
empresa debe tener una planta de tratamiento de aguas residuales. En
nuestra ciudad no hay datos que una industria cartonera utilice un
coagulante a partir del caparazón de cangrejo rojo y camarón blanco.
El caparazón de cangrejo rojo y camarón blanco son desechados a diario
esta investigación se basa en aprovechar estos desechos para obtener un
coagulante-floculante, el cual va ayudar a disminuir la carga contaminante
del agua contaminada con tintes, almidón y grasas de las máquinas de todo
el proceso, para su utilización.
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26
1.3.2 Justificación metodológica
Los componentes de Coagulación -floculación que se utilizan en su
actualidad son químicos, los cuales son: Sulfato de Aluminio, Aluminato de
Sodio, Cloruro de Aluminio, Cloruro Férrico, Sulfato Férrico, Sulfato
Ferroso, Polielectrolitos (Como ayudantes de floculación), siendo los más
utilizados las sales de Aluminio y de Hierro (Cárdenas, 2000); cuando se
adiciona estas sales al agua se producen una serie de reacciones muy
complejas donde los productos de hidrólisis son más eficaces que los iones
mismos; estas sales reaccionan con la alcalinidad del agua y producen
hidróxidos de aluminio o hierro que son insolubles y forman los
precipitados, estas sales de hierro y aluminio e compuestos sintéticos
como coagulantes puede ocasionar cambios en el pH del agua,
contaminación secundaria puesto que este tipo de sustancias depositadas
en los lodos no son biodegradables y, lo más grave aún la presencia de
residuos de aluminio han sido relacionados con la presencia de la
enfermedad del Alzheimer (A. HOYOS, 2017).
El presente trabajo tiene como objetivo principal la determinación de la
eficiencia de remoción del coagulante quitina del caparazón de cangrejo
rojo y camarón blanco estos desechos presentan entre un 14 y un 35% de
quitina, estos valores nos indican que la tarea de la extracción de la quitina
de estos desechos, no solo es una solución económica para la industrias
cartoneras sino también una solución medioambiental.
Mediante pruebas de dosificación con la ayuda del equipo de test de jarra
se llevara a cabo los mejor rendimiento de remoción de los parámetros de
respuesta a tratar como lo son DQO, turbidez y color el cual deben de ser
-
27
optima como tratamiento primario y poder reutilizarla en la línea de
producción de la industria cartonera.
1.3.3 Justificación práctica
La investigación que se lleva a cabo tiene como propósito disminuir solidos
suspendidos de las aguas residuales en la industria cartonera, ya que dicha
agua se le podría dar el uso en la línea de producción disminuyendo costos,
teniendo como propuesta la utilización de la Quitina que tiene la propiedad
de remediar esta problemática de la industria que se encuentra en la
provincia del Guayas de la ciudad de Guayaquil.
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.4.1 Objetivo general
Obtener quitina a partir del caparazón de cangrejo rojo (ucides
occidentalis) y camarón blanco (litopenaeus vannamei) para el tratamiento
de aguas residuales de una industria cartonera.
1.4.2 Objetivo especifico
Extraer la quitina del caparazón del cangrejo y camarón mediante
desproteinización y desmineralización.
Determinar la dosificación apropiada del polímero quitina para
desestabilizar y aglomerar los efluentes mediante test de jarra.
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28
Determinar la eficiencia de remoción por medio de parámetros de
respuestas: DQO, color, turbiedad; mediante el tratamiento con el
polímero quitina de cangrejo y camarón.
1.5 DELIMITACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
1.5.1 Delimitación temporal
La presente investigación tiene un tiempo de cero a seis meses, que
empezó en mayo, culminado este límite de tiempo para presentar la
obtención de quitina del caparazón de cangrejo rojo y camarón blanco
para el tratamiento de aguas residuales en industria cartonera.
1.5.2 Delimitación espacial
La metodología propuesta se llevó acabo en los laboratorios del instituto
tecnológico de la Universidad de Guayaquil (figura 1), la recolección de
muestra se obtuvo de la Cartonera, la experimentación del proyecto se la
realizo en el laboratorio de Aguas y Medio Ambiente de la Facultad de
Ingeniería Química.
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29
Figura 1 Facultad de ingeniería química de la universidad de
Guayaquil – GD: 2.1819132,-79.9014681 (Google Maps,
www.google.com/maps, 2019)
1.5.3 Delimitación del contenido
El proyecto de titulación para la obtención del título de ingeniería química
se centra en la obtención de polisacárido quitina de desechos orgánicos
como son los caparazones de camarón blanco y cangrejo rojo para el
tratamiento del agua residual de la industria cartonera, aplicando los
conocimientos adquiridos académicamente de las materias residuos
sólidos en aguas y medio ambiente de ingeniería química y el apoyo de
información garantizando la calidad del estudio investigativo del tema
planteado.
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30
1.6 HIPÓTESIS
Mediante la aplicación de quitina obtenida del caparazón del cangrejo rojo
(Ucides Occidentalis) y camarón blanco (litopenaeus Vannamei) se podrá
tratar agua residual de la industria cartonera.
1.7 VARIABLES
1.7.1 Variable independiente
Quitina del caparazón del cangrejo y camarón
Indicadores
Concentración del coagulante
Velocidad de agitación
Tiempo
1.7.2 Variable dependiente
Aguas residual de la industria cartonera
Indicadores
DQO
Turbiedad
Color
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31
1.7.3 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES INDEPENDIENTES
Variables Tipo de variables Indicadores Unidades Definición
Quitina
del
caparazón
del
cangrejo y
camarón
Independiente
Concentración
coagulante
mg/l Medida cualitativa para identificar la cantidad de masa
que se necesita disolver en un solvente, el cual será
mayor proporción.
Velocidad de
agitación
RPM Es la velocidad con la que va dar paso a la agitación y
así llevarlo al proceso de desestabilizar y aglomerara
las partículas.
Tiempo s Medida que se toma en la duración del proceso en cada
intervalo.
Tabla 1 Especificaciones de la operacionalización de las variables independientes
Elaborada por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
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32
1.7.4 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES DEPENDIENTES
Variables Tipo de
variable
Indicadores Unidad Definición
Aguas
residual
de la
industria
cartonera
Depen-
diente
DQO mgO2/L DQO, es aquella cantidad de oxígeno que se necesita para oxidar la materia prima,
permite medir la contaminación de la muestra. (INTEMAN, 2016)
Color Pt/Co Propiedad física que determina cualitativamente el proceso del agua residual las
aguas residuales se tornan de color negro (ausencia de oxígeno, proliferación de
microorganismo anaeróbico).
Turbiedad NTU Se denomina turbiedad en el agua aquella que pierde su transparencia, ya sea por
solidos que están suspendidos, desechos domésticos, los cuales no permiten el paso
de la luz interviniendo en el proceso de la fotosíntesis. (Cisneros, la contaminacion
ambiental en Mexico: causas, efectos y tecnologia apropiada, 2005).
Tabla 2 Especificaciones de la operacionalización de las variables dependiente
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
33
1.8 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
1.8.1 Formulación del problema de investigación
Será posible determinar la eficiencia de remoción con el coagulante
polisacárido quitina para la aplicación en agua residual de las actividades
del proceso de la industria cartonera el cual participa en la
desestabilización y aglomeración de las partículas suspendidas.
-
34
CAPÍTULO II
MARCO REFERENCIAL
2.1 Antecedentes
El mecanismo de tratamiento de aguas residuales de auge es la
coagulación-floculación, empezarón en siglo xx, como (Diaz, 2014) indica
que los más usados son productos químicos tales como las sales de
aluminio, hierro y cal.
Los coagulantes-floculantes naturales según (DAMIÁN & SILVA, 2016), es
una de las alternativas de investigación el cual servirá para solucionar la
problemática que tienen las industrias que distribuyen crustáceos, estos
desechos los cuales contienen altos porcentajes de quitina el cual tiene
poco impacto ambiental, se utilizaran para poder brindar una contribución
en el tratamiento de aguas residuales.
Según (Arboleda, 1992), la coagulación- floculación es un tratamiento que
se lo utiliza primordialmente en la remoción de color aparente y verdadero,
turbiedad ya sustancias inorgánicas e orgánicas y desestabilización de los
patógenos.
-
35
2.2 MARCO TEÓRICO
2.1.1 QUITINA
La quitina fue asilada en el año 1811 (POLO, 2016), donde se la prueba
con tratamientos de alcalinidad en ese entonces se le conocía como
fungicida, no fue hasta unos años que se aisló del caparazón de un
escarabajo el cual se le designo el nombre quitina, nombre en griego chitón
desde entonces se le conoce se podría decir que es el primer polisacárido
descubierto.
La quitina es una sustancia insoluble en agua, ácidos diluidos, álcalis y
solventes orgánicos, esto debido a su alto grado de cristalización y sus
fuertes puentes de hidrogeno en su estructura. Esta puede ser soluble
siempre y cuando pierda el acetil del grupo acetilamino convirtiéndolo en
quitosano permitiendo solubilizarlo en compuestos ácidos inorgánicos
diluidos.
Es un polisacárido que se encuentra en la mayoría de los artrópodos unos
en un porcentaje más que otro como en el exoesqueleto de los crustáceos
como se puede observar en la tabla 3 y figura 2, Dado que estos desechos
contienen entre 14 y 35% de quitina, asociada con 30-40% de proteínas y
30-40% de depósitos de calcio. Dependiendo de la especie de crustáceo,
el porcentaje de quitina varía entre el 2 y el 12% del peso total. Su
exoesqueleto, que es realmente lo que se utiliza, presenta entre el 14 y el
35% de quitina, y entre un 30 y un 40% de proteínas que conforman el tejido
conectivo, y la misma proporción de carbonato de calcio como
-
36
componentes principales, y como minoritarios, presenta pigmentos y otras
sales metálicas. (F. Pesantez & M.Cuenca, 2017).
Sin embargo los microorganismos como son las levaduras y los hongos
producen quitina en menos cantidad, se estima que al agruparlos se
obtendría un estimado de 100 toneladas anual (POLO, 2016).
La diferencia de este biopolímero contiene nitrógeno es por ellos que tiene
una amplia aplicación en industrias para la utilización de productos
nitrogenados algunas de ellas son farmacéuticas, textiles, cosméticas, en
industrias de tratamiento de aguas como implica en este proyecto de
investigación a las industrias cartoneras, etc., cruciales para la actividad de
la vida cotidiana (M. Ramírez, 2010) .
Figura 2 Composición química de los exoesqueletos de crustáceos
Fuente: (Colina, 2014)
-
37
Fuente Quitina
(%)
Proteína
(%)
Cenizas
(%)
Lípidos
(%)
Cangrejo rojo (Ucides
Occidentalis)
13.5-26,6
25.1-29.2
40.6-58.3
2.1-1
Camarón blanco
(litopenaeus
Vannamei)
17-32
17-42
41-46
5.2-9.9
Tabla 3. Composición química de los exoesqueletos de crustáceos
Cangrejo rojo (Ucide Occidentalis) y Camarón blanco (litopenaeus
Vannamei)
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
Viendo una alto porcentaje de quitina en lo que son los crustáceos, la
quitina copolimeros degradables con una estructura química de residuos de
N–glucosamina (D–GlcN) y N–Acetil glucosamina (D–GlcNAc) distribuidos
al azar y unidos mediante un enlace β–1,4 que produce una estructura
rígida no ramificada. (Colina, 2014), Como se puede apreciar en la figura 3.
Figura 3 Estructura química de la quitina
Fuente: (C. Hernández & et al. W. Varo, 2008)
-
38
2.1.2 Desproteinización química de la quitina
La Desproteinización de forma química contra una interrupción difícil de los
enlaces químicos de la proteína-quitina, se despolimeriza el biopolímero de
productos químicos de forma heterogéneas (M.Rinaudo & I. Younes, 2015)
La población humana es alérgica a los mariscos, el principal culpable es el
componente proteico, los métodos químicos fueron el primer enfoque
utilizado en la desproteinización. Una amplia gama de productos químicos
que han sido probados como reactivo de desproteinización incluyendo
NaOH, Na2CO3, NaHCO3, KOH, K2CO3, Ca (OH) 2,Na2SO3, NaHSO3,
CaHSO3, Na3PO4 y Na2S (N.Daraghmeh, 2011). Las condiciones de
reacción varían considerablemente en cada estudio. El NaOH es el reactivo
preferencial y se aplica a una concentración que varía de 0.125 a 5.0 M, a
temperatura variable (hasta 160 ° C) y duración del tratamiento (desde unos
pocos minutos hasta unos pocos días). Es además de la desproteinización,
el uso de NaOH da como resultado invariablemente la desacetilación
parcial de quitina e Hidrólisis del biopolímero disminuyendo su peso
molecular (M.Rinaudo & I. Younes, 2015).
2.1.3 Desmineralización de quitina
La desmineralización trata de la eliminación de minerales, principalmente
carbonato de calcio (No & Hur, 1998). Generalmente se realiza mediante
tratamiento ácido utilizando los siguientes compuestos: HCl, HNO3, H2SO4,
CH3COOH y HCOOH (Percot, Viton, & Domard, 2003).
-
39
Entre estos ácidos, el reactivo preferencial es el ácido clorhídrico diluido.
La desmineralización es fácil Se logra porque involucra la descomposición
del carbonato de calcio convirtiéndolo en soluble en agua (Johnson &
Peniston, 1982). Sales con la liberación de dióxido de carbono como se
muestra en la siguiente ecuación:
2 HCl + CaCO3 CaCl2 + H2O + CO2
La mayoría de los otros minerales presentes en la cutícula de los mariscos
reaccionan de manera similar y dan sales solubles en presencia de ácido.
Luego, las sales se pueden separar fácilmente mediante filtración de la fase
sólida de quitina seguida de Lavado con agua desionizada. Los
tratamientos de desmineralización son a menudo empíricos y varían según
el grado de mineralización de cada uno. Cáscara, tiempo de extracción,
temperatura, tamaño de partícula, concentración de ácido y relación soluto
/ disolvente. El último depende de la concentración de ácido, ya que
necesita dos moléculas de HCl para convertir una molécula de carbonato
de calcio en cloruro de calcio. Para tener una reacción completa, la ingesta
de ácido debe ser igual a la cantidad estequiométrica de minerales, o
incluso mayor (Shahidi & Synowiecki, 1991). Dado que, es difícil de eliminar
todos los minerales (debido a la heterogeneidad del sólido), un volumen
mayor o una solución ácida más concentrada son usadas. La
desmineralización puede ir seguida de una valoración acidimetría: la
evolución del pH hacia la neutralidad corresponde al consumo de ácido,
pero la persistencia de la acidez en el medio indica el final de la reacción
(Tolaimate, Desbrieres, Rhazi, & Alagui, 2003)
-
40
2.1.4 Descripción de las especies
Los crustáceos como el camarón y el cangrejo contienen características
similares, una de ellas es que en su exoesqueleto (caparazón) contiene lo
que es quitina.
2.1.4.1 Cangrejo rojo (Ucides occidentalis)
La importancia ecológica que tiene Ucides occidentalis en el manglar, al
intervenir en procesos de reciclaje del nitrógeno, remoción de hojarasca,
aireación del suelo. (Peña & Panchana, 2017)
Figura 4 Cangrejo rojo Ucides occidentalis
Fuente: (CÓRDOVA, 2010)
-
41
2.1.4.2 Camarón blanco (Litopenaeus Vannamei)
El litopenaeus vannamei o también conocido como camarón blanco, esta
especie es la más cultivada en el ecuador en las distintas industrias
camaroneras, La especie de cría en grandes estanques de por lo menos
un metro de profundidad. Son fertilizados con urea o se añaden
directamente concentrados suplementarios, pero con frecuencia se
utilizan ambas técnicas. (Soro, 2007)
Figura 5 Camarón blanco litopenaeus vannamei
Fuente: (Santa Priscila, 2017)
2.1.4.3 Tratamiento de aguas residuales para la industria cartonera
Las industrias cartoneras consta de un alto nivel de contaminación por el
cual se debe tratar el agua ya sea para la eliminación al sistema de
alcantarillado o la reutilización de la misma, es por ello que le debe dar un
tratamiento pero para ello se debe conocer si el contenido de solidos
suspendidos que contiene el agua o ya sea por proceso.
-
42
Actualmente el día a día del ser humano gira en torno a actividades en las
que el papel y el cartón complementan sus acciones ya sea en el trabajo o
dentro del hogar y aunque cada vez hay más influencia de la tecnología, se
muestra que el papel y cartón se encuentran en un auge de consumo que
se incrementa a pesar de la situación económica actual (K. CAICEDO & M.
MORENO, 2017).
Latinoamérica se ubica en tercer lugar de producción mundial. En América
del Sur, se cuenta con una producción de papel y cartón de 14`493.000
toneladas anuales en promedio, presentando un crecimiento del 4,7%
anual. Específicamente en Ecuador, de acuerdo con el Instituto Nacional
de Estadísticas y Censos, en el año 2016, se presentó un crecimiento del
83,14% en el consumo de estos materiales (SIPRO, 2016).
2.1.4.4 Polímeros como coagulante
Los polímeros han tomado gran impacto en el tratamiento de aguas
residuales ya que resultan económicas y la dosificación de baja
concentración, con respecto a dosificación por compuestos químicos, este
tiene un peso molecular alto debido a su estructura química. (Rodriguez,
1995)
2.1.4.5 Coagulación
La coagulación es un proceso de desestabilización de las partículas
coloidales, por medio de la adición de un coagulante al agua residual y una
agitación constante la cual neutraliza las cargas y estás tienden
aglomerarse entre sí. (Aguilar, 2016).
-
43
Los factores que influyen en la coagulación son:
Tamaño de las partículas: Las partículas que se agregan deben
tener un diámetro entre una y cinco micras, si se sobrepasa este
diámetro no se podrá agregar en el floc. (Franks, 2015)
Temperatura: La temperatura influye en el tiempo de formación
de floculós en menor temperatura más tiempo de coagulación y
viceversa. (Franks, 2015)
Dosis del coagulante: La cantidad a utilizar de coagulante, no
debe ser poca ni alta, ya que si la dosis es poca no se neutralizara
totalmente la carga, y si es muy alta se produce la formación de
microflóculos por lo que la velocidad de sedimentación es muy
baja. (Franks, 2015)
PH: El PH es la variable más importante en la coagulación, cada
agua residual tiene su PH, si la coagulación se realiza fuera del
rango de PH óptimo la dosis del coagulante aumenta. (Franks,
2015)
Las etapas de la coagulación son: (Franks, 2015)
Hidrolisis y desestabilización de las partículas
Formación de polímeros
Adsorción de las partículas coloidales
Acción de barrido
-
44
Figura 6 Etapas de coagulación
Fuente: (Franks, 2015)
Tipos de coagulación
Coagulación por adsorción: Se presenta cuando el coagulante se
adiciona al agua turbia, los productos solubles son adsorbidos y
forman flóculos de inmediato. (Franks, 2015)
Figura 7 Mecanismo de coagulación por absorción
Fuente: (Franks, 2015)
-
45
Coagulación por barrido: Se presenta cuando las partículas
coloidales son pequeñas y el agua residual es más clara, teniendo
una sobresaturación en el precipitado. (Franks, 2015)
Figura 8 Mecanismo de coagulación por barrido
Fuente: (Franks, 2015)
2.1.5 Floculación
Es el proceso en el cual consiste la aglomeración de flóculos recién
formados, al juntarse y aumentar su tamaño son capaces de sedimentar, el
mezclado lento favorece la floculación permitiendo juntar de poco a poco
los floculos. (Franks, 2015)
Figura 9 Mecanismo de floculación
Fuente: (Aguilar Rita & Gianella Otiniano, 2016)
-
46
Factores que influyen en la floculación
Agitación: Al iniciar la floculación la velocidad de agitación debe ser
lenta, para evitar la ruptura de los flóculos. (Aguilar Rita & Gianella
Otiniano, 2016)
Superficie de los sólidos: La dosis del floculante debe ser
proporcional a la del sólido, ya que al aumentar el tamaño de la
partícula la dosis del floculante reduce. (Aguilar, 2016)
2.1.6 Prueba de jarra o test de jarra
El mecanismo del cual la sustancia coagulantes de adsorción-
desestabilización basado en las fuerzas electrostáticas de atracción y
repulsión, el del puente químico que establece una relación de dependencia
entre las fuerzas químicas y la suspensión coloidal, se inician una serie de
reacciones hidrolíticas que adhieren iones (cualquiera sea el mecanismo
físico-químico que se considere) a la superficie de las partículas presentes
en la suspensión, las cuales tienen así oportunidad de unirse por sucesivas
colisiones hasta formar flóculos o grumos que crecen con el tiempo. La
rapidez con que esto ocurre va a depender del tamaño de las partículas en
relación con el estado de agitación del líquido, de la concentración de las
mismas y de su "grado de desestabilización", que es el que permite que las
colisiones sean efectivas para producir adherencia y la dosificación precisa
interactúan gracias a el arreglo de vasos de precipitaciones con paletas con
un tiempo de agitación las partículas producido por el movimiento de las
moléculas del líquido (movimiento Browniano) que solo influye en partículas
-
47
de tamaños menores del micrón para que pueda dar lugar a los floc y
gracias a su peso se sedimenten. (Arboleda, 1992).
2.2 MARCO CONCEPTUAL
Para entender el tema tratado tenemos a continuación algunos conceptos
importantes:
2.2.1 Efluentes
Se define como efluente a un líquido que es desechado al ambiente,
causando diferentes impactos ambientales. (Suyen Rodriguez, 2003)
2.2.2 Floculación
Se define como un proceso químico en el cual los flóculos se aglomeran,
formando partículas estables aumentando así su tamaño y peso. (Aguilar
M.I, 2002)
2.2.3 Coagulación
Proceso en el que los componentes de una disolución permanente son
desestabilizados por medio de una superación de aquellas fuerzas que
mantienen su estabilidad. (Aguilar M.I, 2002)
2.2.4 Aguas residuales industriales
Las aguas residuales proveniente de las industrias, están pueden estar
contaminadas por efluentes ya sean orgánicos etas pueden ser degradable
o no degradables e inorgánicos, esto va a depender del tipo de industria.
-
48
2.2.5 PH
El PH es un parámetro importante ya que demuestra la calidad del agua
residual, en aguas naturales se tendrá un PH con un rango de 7,2 y 7,6, el
agua residual de una industria va depender del tipo de producto que esté
utilizando en la elaboración de sus productos así se podrá saber si su
efluente es acido o alcalino (Sastre, 2007).
2.2.6 Turbiedad
Se denomina turbiedad en el agua aquella que pierde su transparencia, ya
sea por solidos que están suspendidos, desechos domésticos, los cuales
no permiten el paso de la luz interviniendo en el proceso de la fotosíntesis
y el crecimiento de la flora y la fauna acuática. (Cisneros, la contaminacion
ambiental en Mexico: causas, efectos y tecnologia apropiada , 2005)
2.2.7 Olor
El olor en una planta de tratamiento residual es importante, más aun si esta
se encuentra cerca de sectores poblados, mientras se realiza el tratamiento
de aguas puede emanar olores teniendo en cuenta que si se le realiza un
buen tratamiento va ser inofensiva y no afectara a la población. (Oscar
Delgadillo, 2010)
2.2.8 DQO
A la demanda química de oxigeno se la define como el volumen que se
necesita para oxidar la materia orgánica. (R.S.Ramalho, 2003)
-
49
2.2.9 Colorantes
Se conocen colorantes de tipo natural o artificial:
El colorante tipo natural: Son aquellos que se extraen de material
animal, vegetal o mineral, por su composición este tipo de colorantes
no es muy usado industrialmente, que no permanece con una
composición uniforme. (Llerena, 2006)
El colorante tipo artificial: Para el uso de estos colorantes deben
de ser certificados, la industria alimenticia es la que más usa este
tipo de colorante. (Llerena, 2006)
-
50
2.3 MARCO CONTEXTUAL
Figura 10 Diagrama de flujo del proceso de tratamiento de agua
residual con Quitina.
Fuente: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
51
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
3.1 METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN
El presente trabajo de investigación se basa en distintos métodos los
cuales son:
Método bibliográfico para llevar a cabo el proyecto realizando
recopilación de información garantizando la calidad del estudio
investigativo.
Método experimental cuantitativo realizando pruebas que controla
las variables de respuestas como son DQO, turbiedad y color.
Método inductivo aplicando test de jarra que es un método de
prueba y de error, con los datos obtenidos se pudo determinar la
dosificación y eficiencia de remoción de la utilización de
coagulantes en el agua residual de la industria cartonera.
-
52
3.2 MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS
TABLA DE EQUIPOS
EQUIPOS
NOMBRE MODELO MARCA RANGO
Estufa eléctrica 854 schwabach w-germany Germany 30-240
Balanza analítica Adventurer tm item mo ar 2140 AR 2140 210g
Mufla THERMOLYNE Furnace 114300 100 – 1050 °C
Vibrador de tamices MLM
Tamices Prufsiebring A TGL-7354 50 um /56 um
Ph-metro Alla France #92100-009v -1.00 – 15.00
Agitador-calentador MLM
Espectrofotómetro Thermo Spectronic GENESYS 10 UV-VSIBLE 190-1100nm
Test de jarras 7790-400 HACH 120v, 50-400
Digestor MERCK Spectroquant TR 320 1400 °C
Tabla 4. Equipos a utilizar en las metodologías
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
53
TABLA DE MATERIALES Y REACTIVOS
REACTIVOS
NOMBRE CANTIDAD
Ácido clorhídrico 2N
Hidróxido de sodio 4% p/v
Ácido acético 1,5 mol/L
Silicato de sodio 50mmol/L
Molibdato de sodio 600mmol/L
Dimetilsulfoxido 3 %
Viales 1 caja
Caparazón de cangrejo y camarón 200 g
Agua de industria cartonera Dos Caneca
Agua destilada Dos Galones
MATERIALES
Vaso de precipitación 80, 250, 50, 1000 ml
Matraz aforado 2, 3, 5, 10, 25,1000 ml
Pipetas 0.02, 0,2, 5, 10 , 20ml
Vidrio reloj grandes
hidrolizadores 3
Cápsula Pequeña, mediana
picetas 500 ml
Tabla 5. Materiales y reactivos
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
54
3.3 ASPECTO METODOLÓGICO
El tratamiento de aguas residuales de las industrias cartoneras, se le va a
realizar las siguientes metodologías.
3.3.1 Recolección de la muestra cruda de la industria cartonera
La muestra cruda fue facilitada de las instalaciones del proceso de corrugados
de la industria cartonera de la ciudad de Guayaquil, las cuales se tomaron
directamente de la piscina del proceso.
Figura 11 Diagrama de flujo del proyecto
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
55
3.3.2 Caracterización de las muestras
Se midieron diferentes parámetros de respuesta para la caracterización de la
muestra tales como e muestran en la tabla 6.
Parámetros Expresado
como
Resultados Unidades Limites
máximo
permisible
Método
Cr Cm Cg
Demanda
química de
oxigeno
DQO mg/L 400 5220D
PEE/UC
C/LA/03
Color Color real Pt/L -- 8025
HACH
Turbidez -- NTU --
Tabla 6 Caracterización de las muestras
Elaborada por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
Legislación ambiental para descarga a un cuerpo de agua marina. Límite
máximos permisible en zona de rompientes (Ministerio de Ambiente, 2015)
3.4 DISEÑO EXPERIMENTAL
3.4.1 Obtención de la quitina a partir del caparazón del cangrejo y
camarón
Para la obtención de la quitina se debe realizar las siguientes etapas como se
observa en el diagrama de flujo:
-
56
Diagrama de flujo de la obtención de quitina
Figura 12 Diagrama de flujo de obtención de la quitina del camaron y cangrejo
Elabporado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
57
A continuación se explicará detalladamente el procedimiento de la obtención
de quitina de algunos crustáceos.
Fotografía 1 Recolección de materia prima
Fuente: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
Etapa I
La recepción de la materia prima como se lleva en esta investigación son los
caparazón del cangrejo rojo y camarón blanco el que llamaremos materia
fresca se debe tomar en cuenta que se debe trabajar con los caparazones,
eliminar los sobrantes como son patas y cola que contienen materia orgánica
interviniendo en el proceso, seleccionar cuidadosamente el material a utilizar,
llevar a enjugar con abundante agua hasta que pueda percibir que su olor
característico a marisco disminuya, en el acondicionamiento se llevaran a dos
secados, el primero será un secado al sol durante 3 a 4 horas dependerá de
la radiación del sol que al tocar los caparazones tienden a ser más frágiles ese
será la guía para saber que están listo para llevar al segundo, secado
colocándose en la estufa a una temperatura de 90°C por 5 horas, después
llevar al molino de bola para que la materia prima pase por un tamiz de 56 um
-
58
(caparazón de cangrejo) y 54 um (caparazón de camarón), y finalmente
envasar al vacío, para que este se encuentre fuera de humedad.
Etapa II
La desmineralización se tiene que hacer con una sal ya sea KOH ó NaOH en
este caso se realizó con hidróxido de sodio el cual tiene que tener una
concentración del 4%, verter en un Erlenmeyer la solución acuosa, se debe
tomar en cuenta que por cada 250 ml se agrega 10 g de la materia prima. Una
vez mezclado llevar a calentamiento a una temperatura de 82°C por 30
minutos.
Enjuagar el sobrenadante con abundante agua y repetir el procedimiento con
la solución acuosa de hidróxido a un tiempo de 10 minutos y por ultimo
enjuagar con abundante agua.
Fotografía 2 Desproteinización para la obtención de quitina
Fuente: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
59
Etapa III
La desmineralización se la realiza con una solución HCL a una concentración
de 2N, someter a calentamiento a una temperatura de 72°C por 30 minutos
asegurando su total desprendimiento del carbonato de calcio, y se lleva a
enjuagar hasta que su pH este en 7 neutro.
La quitina que se obtendrá se la debe lleva secado con una temperatura de
110 °C durante 12h.
3.4.2 Análisis de quitina por ensayo colorimétrico de la glucosamina
Figura 13 Diagrama de flujo del análisis de quitina
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
60
Procedimiento de determinación de glucosamina por el método
colorimétrico
La quitina es un polímero de cadena larga de N-acetilglucosamina (GlcN), por
una hidrólisis acida por lo tanto puede ser determinada a partir de la cantidad
de residuos de GlcN en el hidrolizado por lo tanto se utilizara la técnica HPCL.
Hidrolizar las muestras de quitina para transformarla químicamente en
glucosamina.
Preparación de alícuotas de silicato de sodio, molibdato de sodio,
DNSO, ácido acético e hidróxido de sodio como se muestra en la
siguiente tabla 7.
Reactivos Sol.
indiv
L
usados
conc
final
mol en
0,01L
reactivo
Reactivo mmol/
L
Reactivo
Requerido
Na2SiO3 0,1
mol/L
0,005 0,0005 mol 0,05mol/L 50 50mmol/L
Na2MoO4 12
mol/L
0,0005 0,006 mol 0,6 mol/L 600 600mmol/L
CH3COOH 10
mol/L
0,0015 0,015 mol 1,5 mol/L
1,5 mol/L
DMS 30 % 30 % 30 % 30 % 30 % 30 % 30 %
Tabla 7 Concentración de los reactivos aplicados para la determinación
de glucosamina
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
61
Mezclar las muestras hidrolizadas tomar 20 uL, del NaOH, verter 20 uL
y 200 uL de la alícuotas (Na2SiO3 - Na2MoO4 -CH3COOH – DMSO)
llevar a calentamiento en una estufa eléctrica a 70 °C por 30 min.
Llevar a lectura al espectrofotómetro a 750 nm y analizar sus
absorbancias para determinar la concentración de quitina que se
obtiene.
Gráfica 1 Determinación de glucosamina por método colorimetría
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
400 450 500 550 600 650 700 750
Ab
s
L. de Onda (nm)
Glucosamina presente
glucosamina presente enCangrejo Rojo
Glucosamina presente en elcamaron blanco
Glucosamina Patrón
-
62
En la gráfica 1 se puede observar a una longitud de onda de 750 nm, la
absorbancia de la glucosamina patrón fue de 0.106, la glucosamina presente
en cangrejo rojo fue de 0.124 y de camarón blanco 0.141.
Mediante la siguiente formula se obtendrá la concentración de glucosamina:
Formula la absorbancia a 750 nm
𝐴750 = (0.82 ± 0.009) (𝐶𝐺𝑙𝑐𝑁𝑔𝐿−1
)
Formula de concentración de glucosamina
(𝐶𝐺𝑙𝑐𝑁𝑔𝐿−1
) =𝐴750 − 0.0420
0.82
(Hajime Katano, 2016)
Sacáridos A750
Glucosamina 0.106
Oligosacárido de quitina
(camarón blanco)
0.141
Oligosacárido de quitina
(cangrejo rojo)
0.124
Tabla 8 Mediciones de la A750 valores de 1 g/L de glucosamina patrón -
Oligosacárido de quitina (camarón blanco) -Oligosacárido de quitina
(cangrejo rojo).
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
63
3.4.3 Procedimiento del método test de jarra o prueba de jarra
Fotografía 3 Aplicación del test de jarra
Fuente: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
El método de test de jarra o prueba de jarra se realiza de la siguiente manera:
Se requiere un volumen de 300 ml de muestra en cada uno de los seis
recipientes.
Se programa primero una mezcla rápida intensa a 100 rpm y de corta
duración aproximadamente 1 minuto para desestabilizar las partículas.
Se coloca dosificaciones del polímero en el momento que comienza la
agitación lenta (al mismo tiempo).
Seguida de una agita lenta a 30,10, 7 rpm de aproximadamente 30 y 60
minutos para que se aglomeren las partículas formándose los floc, se
deja reposar por al menos 10 minutos sin mezclar y finalmente filtrarar
para poder observar los sólidos suspendidos que se han removido. (M.
VALVERDE & D. ZUÑA, 2019)
-
64
3.4.4 Pruebas de solubilidad de la quitina
Las pruebas de solubilidad de la quitina con ácido orto fosfórico, alcohol
antiséptico y alcohol etílico en una muestra de agua cruda de la industria
cartonera.
Se realizó una mezcla de 1g de quitina con 15ml de ácido orto fosfórico
y 50 ml de agua destilada.
0.1g de quitina en 10ml de alcohol etílico y 5 ml de alcohol antiséptico;
todas las muestras llevarlas a 100 ml con agua.
Se tomó 300 ml de agua cruda y se vertió 30 mg de la pasta que se
forma de quitina con ácido orto fosfórico, este procedimiento se realiza
con las otras muestras de agua cruda vertiendo 20 ml de cada uno de
los alcoholes de la mezcla.
Las muestras obtenidas se lleva a una agitación constante durante 5
minutos y se lleva a filtrar la muestra dos veces.
Fotografía 4 Prueba de solubilidad de la quitina provenientes de los
caparazones del camarón blanco y del cangrejo rojo.
Fuente: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
-
65
CAPITULO IV
4.1 RESULTADOS
Concentración de glucosamina presente
Gráfica 2 Concentración de glucosamina de camarón blanco VS la
absorbancia medida a 750 nm.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la gráfica 2 se puede observar la concentración de quitina, mediante su
absorbancia, ya que este polímero de cadena larga de N-acetilglucosamina
(GlcN) por medio de una hidrolisis ácida se encontró residuos de glucosamina
presente en el caparazón de camarón y cangrejo.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0,0
00
0
0,2
00
0
0,4
00
0
0,6
00
0
0,8
00
0
1,0
00
0
1,2
00
0
1,4
00
0
1,6
00
0
1,8
00
0
2,0
00
0
2,2
00
0
2,4
00
0
2,6
00
0
2,8
00
0
3,0
00
0
A7
50
C GlcN/Gl-1
concentracion de glucosamina enel camaron blanco
concentracion de glucosamin en elcangrejo rojo
concentracion de glucosaminapatron
-
66
Por medio de los datos de la tabla 8, se consigue el porcentaje de quitina por
medio de sus pesos moleculares siguiendo la reacción química:
𝐶8𝐻13𝑂5𝑁 + 2𝐻2𝑂 𝐻𝐶𝑙
∆→ 𝐶6𝐻13𝑂5𝑁 + 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻
𝑄𝑢𝑖𝑡𝑖𝑛𝑎 + 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑙𝑖𝑠𝑖𝑠 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎
𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟→ 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎 + 𝐴𝑐. 𝐴𝑐𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜𝑠 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟𝑒𝑠
203.1925𝑔
𝑔𝑚𝑜𝑙 179.17
𝑔
𝑔𝑚𝑜𝑙 60
𝑔
𝑔𝑚𝑜𝑙
4.1.1 Porcentaje de Quitina del caparazón del camarón blanco
0.149 𝑥𝑔 𝐺𝑁
0.01 𝐿𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑥
203.1925 𝑔 𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑖𝑡𝑖𝑛𝑎
179.17 𝑔 𝑑𝑒 𝐺𝑁= 16.8977 ≈ 17%
4.1.2 Porcentaje de Quitina del caparazón del cangrejo rojo
0.1455 𝑥𝑔 𝐺𝑁
0.01 𝐿𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑥
203.1925 𝑔 𝑑𝑒 𝑞𝑢𝑖𝑡𝑖𝑛𝑎
179.17 𝑔 𝑑𝑒 𝐺𝑁= 16.3874%
4.1.3 Rendimiento de Quitina del caparazón del camarón blanco
Rendimiento de carapacho calcinando
Masa secado natural = 303g
Masa seca calcinada = 273g
Rendimiento de carapacho calcinado = 90%
1kg de carapacho seco =900.99 g de carapacho calcinado
Rendimiento de masa molida del carapacho calcinado
-
67
Masa seca calcinada= 273g
Masa molida = 269g
Rendimiento de masa molida= 98.53%
Rendimiento de la quitina
Masa molida = 40g
Masa de la quitina (17%de quitina)= 29.6g
Rendimiento de la quitina= 74%
Base de cálculo
1000g de carapacho seco = 900.99g de carapacho calcinado = 887.74g de
carapacho molido = 656.93g de quitina
Rendimiento final
Rendimiento final =masa de quitina
masa de carapacho seco 𝑥100 = 65.69%
Quitina pura
656.93g de producto * 0.17
Quitina pura =111.68 g
4.1.4 Rendimiento de Quitina del caparazón del cangrejo rojo
Rendimiento de carapacho calcinando
Masa seca natural = 282g
Masa seca calcinada= 232g
-
68
Rendimiento de carapacho calcinado= 82.27%
1kg carapacho seco = 822.7g de carapacho calcinado
Rendimiento de masa molida del carapacho calcinado
Masa seca calcinada= 232g
Masa molida = 216g
Rendimiento de masa molida= 93.1%
Rendimiento de la quitina
Masa molida= 40g
Masa de la quitina (16.38% de quitina)= 30g
Rendimiento de la quitina= 75%
Base de cálculo
1000g de carapacho seco= 822.7g de carapacho calcinado= 765.937g de
carapacho molido= 574.45g de la quitina
Rendimiento final
Rendimiento final =masa de quitina
masa de carapacho seco 𝑥100 = 57.45%
Quitina pura
574.45g de producto x 0.1638
Quitina pura= 94.09g
-
69
PRUEBAS DE DOSIFICACIÓN DE QUITINA PROVENIENTE DEL
CAPARAZÓN DEL CAMARÓN BLANCO
Muestra cruda
pH: 5
V: 0.3 L
DQO: 1363 mg/L
Color: 900 Pt/Co
Turbidez: 150 NTU
Muestras Dosis de quitina (mg)
Conc. De quitina (ppm)
Color (pt/co)
Turbidez (Ntu)
DQO (mg/l)
1 80 266,66 848 144
2 100 335,33 576 148
3 120 400,33 796 140
4 140 470,66 888 144
5 180 600 714 145
6 200 666,66 714 143
7 220 733,33 670 122 1300
8 240 800 730 140
9 260 866,66 574 115 1220
10 280 933,33 689 144
11 300 1000 726 148
12 320 1066,66 660 122 1276
13 340 1133,33 692 139
14 360 1200 648 139
15 380 1266,66 624 124
16 400 1333,33 626 123
17 420 1400 604 134
18 440 1466,66 610 119
19 460 1533,33 652 122
20 480 1600 688 121
21 500 1666,66 652 141
22 520 1733,33 686 141
Tabla 9 Pruebas de dosificación de quitina proveniente del caparazón del
camarón blanco con los parámetros físico-químicos.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la tabla 9 se observa que todas las dosificaciones, las mejores muestras fueron
7, 9 y 12 de ellas se tomó una la cual fue la muestra número 9 para aumentar el
tiempo de agitación de 60 min.
-
70
Muestras filtradas de las pruebas de la tabla 9.
Muestras Color Pt/Co Turbidez (NTU) DQO (mg/l)
1 510 101
2 499 99
3 458 91
4 444 86
5 508 94
6 484 92
7 425 79 1300
8 381 72
9 426 79 1220
10* 318 12 93
11 427 84
12 429 86
13 399 74 1276
14 416 82
15 426 77
16 435 77
17 441 76
18 336 63
19 338 62
20 332 62
21 336 64
22 341 66
23 320 61
*tiempo de agitación de 60 min
Tabla 10 Pruebas filtrada de quitina proveniente del caparazón del camarón
blanco con los parámetros físico-químicos
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la tabla 10 se aprecia que la mejor prueba fue la muestra número 10 debido que
fue sometió a mayor tiempo de agitación de 60 min.
-
71
PRUEBAS DE DOSIFICACIÓN DE QUITINA PROVENIENTE DEL
CAPARAZÓN DEL CANGREJO ROJO
Muestra cruda
pH: 5
V: 0.3 L
DQO: 1363 mg/L
Color: 900 Pt/Co
Turbidez: 150 NTU
Muestras
Dosis de
quitina
(mg)
Conc. De la
quitina
(ppm)
Color
(Pt/Co)
Turbidez
(NTU)
DQO (mg)
1 140 470,66 640 114 1236
2 200 666,66 718 120 1240
3 220 733,33 692 146
4 250 833,33 698 150
5 300 1000 606 115
6 320 1066,66 592 113
7 350 1166,66 680 147
8 360 1200 690 144
9 400 1333,33 702 147
Tabla 11 Pruebas de dosificación de quitina proveniente del caparazón del
cangrejo rojo con los parámetros físico-químicos.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la tabla 11 se observa que todas las dosificaciones, las mejores muestras fueron
1 y 2 de ellas se tomó una la cual fue la muestra número 1 para aumentar el tiempo
de agitación de 60 min.
-
72
Muestras filtradas provenientes de la tabla 11
Muestras Color
(Pt/Co)
Turbidez (NTU) DQO (mg/l)
1 344 62 1236
2 * 310 11 85
3 333 61 1240
4 369 65
5 360 61
6 333 61
7 328 59
8 342 61
9 340 59
10 459 92
*tiempo de agitación de 60 min
Tabla 12 Pruebas filtrada de quitina proveniente del caparazón del
cangrejo rojo
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la tabla 12 se aprecia que la mejor prueba fue la muestra número 1 debido que
fue sometió a mayor tiempo de agitación de 60 min dando mejores resultados.
-
73
4.1.5 Dosificación óptima para el tratamiento de agua residual de
almidón de la industria cartonera del proceso de cartón corrugado
Tabla 13 Dosificación óptima para la remoción de los parámetros
Color, Turbidez, DQO
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
Estado del agua cruda de la industria cartonera
Gráfica 3 Estado inicial físico- químico del agua cruda de la industria
cartonera
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
Muestras Dosis
de
quitina
(mg)
Conc. De
quitina
(mg/l)
Color
(Pt/Co)
Turbidez
(NTU)
DQO (ppm)
Cr 1 ---- --- 900 150 1425
Cg 2 140 470,66 310 11 86
Cm 3 260 866,66 310 12 93
Muestras Dosis
de
quitina
(mg)
Conc. De
quitina
(mg/l)
Color
(Pt/Co)
Turbidez
(NTU)
DQO (ppm)
Cr 1 ---- --- 900 150 1425
Cg 2 140 470,66 310 11 86
Cm 3 260 866,66 310 12 93
Muestras Dosis
de
quitina
(mg)
Conc. De
quitina
(mg/l)
Color
(Pt/Co)
Turbidez
(NTU)
DQO (ppm)
Cr 1 ---- --- 900 150 1425
Cg 2 140 470,66 310 11 86
Cm 3 260 866,66 318 12 93
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
1
Agu
a re
sid
ual
cru
da
1
turbidez 150
color 900
DQO 1425
-
74
La Gráfica 3 nos indica el estado inicial en que se encontró el agua cruda,
con estos resultados se realizó la comparación de remoción de los
parámetros físico-químicos DQO, color y turbidez.
Remoción de parámetros físico- químico con quitina originario del
caparazón de camarón blanco como se muestran en las siguientes graficas:
Gráfica 4 Remoción del color aparente del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del camarón.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la gráfica 4 se observa tres mejores concentraciones de quitina las
cuales fueron: 335,33 ppm, 866,66 ppm y 1066,66. Eligiendo así la que
obtuvo un mayor porcentaje de remoción de color aparente con un 16% a
una dosificación de 260 mg de quitina, con una concentración de 866,66
ppm.
100
200
300
400
500
600
700
800
900
26
6,66
40
0,33
60
0
73
3,33
86
6,66
93
3,33
10
66,6
6
12
00
13
33,3
3
14
66,6
6
16
00
17
33,3
3
colo
r (P
t/C
o)
Concentración de quitina (PPM)
REMOCIÓN DE COLOR APARENTE
Remoción de Color
Color presente
-
75
Gráfica 5 Remoción de la turbidez del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del camarón.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la gráfica 5 se observa la mejor concentración de quitina la cual es de
866,66 ppm teniendo un porcentaje de remoción de turbidez del 70%
seguida de otras concentraciones óptimas, que fue de 1400 ppm pero a
diferencia de la mejor esta va necesitar mayor dosificación que no es
beneficioso para ninguna industria ya que generan gastos.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
26
6,66
33
5,33
40
0,33
47
0,66
60
0
66
6,66
73
3,33
80
0
86
6,66
86
6,66
93
3,33
10
00
10
66,6
6
11
33,3
3
12
00
12
66,6
6
13
33,3
3
14
00
14
66,6
6
15
33,3
3
16
00
16
66,6
6
17
33,3
3
Turb
ide
z (N
TU)
concentración de quitina (ppm)
REMOCIÓN DE TURBIDEZ
Remocion De Turbidez
Turbidez Presente
-
76
Gráfica 6 Remoción del DQO del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del camarón.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
La gráfica 6 explica la remoción de carga contaminante con un porcentaje
del 93% a una concentración de quitina de 867 ppm saliendo con un DQO
de 85 mg/L, a comparación del agua cruda que tiene un DQO de 1363 mg/L.
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
26
6,66
33
5,33
40
0,33
47
0,66
60
0
66
6,66
73
3,33
80
0
86
6,66
86
6,66
93
3,33
10
00
10
66,6
6
DQ
O (
mgt
/L)
Concentracion de quitina (ppm)
REMOCIÓN DE DQO
Remoción de DQO
DQO Presente
-
77
Gráfica 7 Remoción del color aparente del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del cangrejo.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
La grafica 7 muestra las respuestas que se obtuvieron en dicho tratamiento
con varias concentraciones de quitina determinando así la más óptima, la
cual fue de 470 mg/L con una dosificación de 140 mg teniendo un
porcentaje de remoción de color de 18%.
0
200
400
600
800
1000
0
47
0,66
47
0,66
66
6,66
73
3,33
83
3,33
10
00
10
66,6
6
11
66,6
6
12
00
13
33,3
3
Co
lor
(Pt/
Co
)
Concentración de quitina (ppm)
Remoción de color
Color Presente
-
78
Gráfica 8 Remoción de la turbidez del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del cangrejo.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
Por medio de la gráfica 8 se puede observar que a una concentración de
quitina de 471 ppm con un porcentaje de remoción de 73% mientras que
una mayor concentración de quitina aumenta la turbidez.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0
470
,66
470
,66
666
,66
733
,33
833
,33
100
0
106
6,6
6
116
6,6
6
120
0
133
3,3
3
Tu
rbid
ez (
NT
U)
Concentración de quitina (ppm)
R E M O C I Ó N D E T U R B I D E Z
Remocion de turbidez
Turbidez Presente
-
79
Gráfica 9 Remoción del DQO del agua residual de la industria
cartonera con quitina procedente del cangrejo rojo.
Elaborado por: (Valverde M. & Zuña D., 2019)
En la gráfica 9 se puede observar que existe una similitud en la remoción
de la carga contaminante sin embargo en la tabla 11 se pude verificar, que
a una concentración de 471ppm de quitina arrojando como resultado un
DQO de 85 mg/L con un porcentaje del 94%
-30
80
190
300
410
520
630
740
850
960
1070
1180
1290
1400
0 470,66 470,66 666,66
DQ
O (
mg
/l)
Concentración de quitina (ppm)
R E M O C I Ó N D E D QO ( C A N GR E J O R O J O )
Remoción de DQO
DQO Presente
-
80
4.2 Análisis de resultado
Se trabajó con el equipo espectrofotómetro de UV visibles 10 a una longitud
de onda de 750 nm, el cual indica que a una absorbancia de 0.149 existe
presencia de glucosamina, teniendo un porcentaje de quitina en el camarón
blanco del 17% con un rendimiento de 65.96% mientras que en el cangrejo
rojo una absorbancia de 0.1445 dando un 16.38% con un rendimiento de
94.09% del sustancia final.
Tomando al proyecto de investigación como tratamiento primario se
hicieron las pruebas de dosificación de quitina de camarón blanco como
indica en la tabla 9 se puede observar que a la concentración de quitina
733 ppm dando en color 670 Pt/Co, turbidez de 122 NTU y de DQO 1300
mg/l, a 867ppm da un color 574 Pt7Co , turbidez 115 NTU y DQO de 1220
mg/l mientras que a una concentración mayor la cual es de 1067 ppm da
de color 660 Pt/Co, turbidez 122NTU y de DQO fue de 1276 mg/l;
seleccionando como la mejor dosificación la de concentración de quitina
867 ppm las cuales se filtraron analizaron teniendo resultados de color 318
Pt/ Co, turbidez 12 NTU y DQO de 93 mg/l, los cuales se indican en la tabla
10.
En la tabla 12 la dosificación optima de cangrejo rojo a una concentración
de quitina 471 ppm dando color 18 Pt/Co, turbidez 12 NTU y de DQO es
de 85 mg/l obteniendo mejores valores de remoción en los parámetros
físico químicos al variarle el tiempo de agitación el cual fue de 60 min, para
el tratamiento del agua residual del proceso de la almidonera de la industria
cartonera.
-
81
Se hicieron pruebas de solubilidad de la quitina, se puede observar en la
fotografía 26, no alcanza disolverse en su totalidad en dichas soluciones
pero se hicieron pruebas de test de jarra con ellas; el cual la de ácido orto
fosfórico fue la que mejor se observó, se le hicieron dos filtrado teniendo
como resultado un agua clara pero con una DQO de 1248 mg/l, el cual daría
lo mismo si se verte el producto directo reduciendo el costo del reactivo
como en este caso el ácido orto fosfórico.
-
82
Capítulo V
5.1 Conclusiones
Se obtuvo quitina mediante el proceso de despro