Universidad Autónoma de San Luis PotosíFacultad de Ingeniería

Ingeniero Agroindustrial

Título del proyecto:“Eliminación de Pb (II) en solucion acuosa a partir

de desechos Agroindustriales”

Alumna: Kenia Vidalhy Espericueta SoriaAsesores: Iván Martínez Costa, Ma. Selene Berber Mendoza

CONTENIDO

I. INTRODUCCIÓNII. ANTECEDENTESIII. MATERIALIV. OBJETIVO GENERALV. OBJETIVOS ESPECIFICOSVI. DIAGRAMA GENERAL DE ADSORCIÓNVII. METODOLOGIAVIII. RESULTADOSIX. CONCLUSIONESX. BIBLIOGRAFIA

I. INTRODUCCIÓN

La contaminación es un cambio perjudicial en las característicasfísicas, químicas o biológicas del aire, la tierra o el agua, quepuede afectar nocivamente la vida humana o la de especiesbeneficiosas, (Orden E, 2004).

TIPOS DE CONTAMINACIÓN

AGUA AIRE TIERRA

(Dangervil A, 2010)

Según la OMS (2000), el agua está contaminada cuando su composición sehaya alterada de modo que no reúna las condiciones necesarias para eluso al que se la hubiera destinado, en su estado natural.

PRINCIPALES METALES CONTAMINANTES DEL AGUA:

PLOMOCROMO ARSÉNICO CADMIO FLÚOR COBRE

(Arce García, 2000).

I. INTRODUCCIÓN

REGIONES MINERAS•San Luis Potosí•Sierra De Catorce•Charcas•Guadalcázar•Ahualulco•Santo Domingo •Villa De Ramos•Venegas

Las actividades mineras y Metalúrgicas producen aguasresiduales que contienen metales tóxicos tales comoplomo y cadmio.(Corey G.,Galvao L., 1989)

II. ANTECEDENTES

Métodos de eliminación de metales pesados en soluciones acuosas.

adsorciónPrecipitación

químicaIntercambio

iónico

Separación por medio de

membranas

(Lin y Juan., 2002; Li y Bowman., 2001)

Adsorbente

+

++

+

+

+

++++++++

Soluto o Adsorbato

La adsorción es un proceso por el cualátomos, iones o moléculas son atrapadaso retenidas en la superficie de un material.

(Cooney, 1998)

ADSORCIÓN

La mayor ventaja de la adsorción es su efectividad en lareducción de la concentración de metales pesados a nivelesmuy bajos usando materiales biosorbentes de bajo costo(Demirbas, 2008).

Adsorbentes• Carbón activado

• Alúmina activada

• Arcillas

• Zeolitas

• Nanotubos de carbono

• Fibras de carbón activado

Biosorbentes

• Cáscara de coco

• Semilla de chile

• Bagazo de caña

• Cáscara de huevo

• Cáscara de nuez

(Agouborde, 2008).

Adsorbentes y biosorbentes convencionales

Grupos funcionales

Sitios Ácidos

G. Carboxílicos G. Lactónicos G. Fenólicos

Acido cítrico

III. MATERIAL

Caña:

plantas cespitosas contallos de hasta 5 m x 2-5cm, con numerososentrenudos alargadosvegetativamente, dulcesy jugosos, desnudosabajo[1].

Obtenida en un mercado SLP

Coco:

Fruta tropical obtenidadel cocotero (Cocosnucifera). Tiene unacáscara exterior gruesa yun mesocarpio fibroso yotra interior dura, vellosa ymarrón que tiene adheridala pulpa, que es blanca yaromática. Mide de 20 a 30cm y llega a pesar 2,5 kg[2].

Recabada en un puesto. SLP

Cáscara de Coco:

Fruta tropical obtenidadel cocotero (Cocosnucifera). Tiene una cáscaraexterior gruesa yun mesocarpio fibroso yotra interior dura, vellosa ymarrón que tiene adheridala pulpa, que es blanca yaromática. Mide de 20 a 30cm y llega a pesar 2,5 kg[2].

Recabada en un puesto. SLP

Cebada:

La Cebada pertenece a lafamilia de las gramíneas.

La cebada es el cereal mejordotado de fibra (17%) y sobretodo en materia de fibrasoluble (beta glucanos).

Obtenida a partir de producción de cerveza. SLP

IV.OBJETIVO GENERAL

Eliminar Pb (II) en solución acuosa a partir dedesechos agroindustriales naturales y modificados

V.OBJETIVOS ESPECÍFICOS

•Modificar los residuos de caña, coco y cebada con ácido cítrico.

•Determinar la capacidad de adsorción de Pb (II) en soluciónacuosa sobre los adsorbentes preparados a partir de desechosagroindustriales.

•Estudiar los efectos de pH en el adsorbente que presente mayorcapacidad para remover Pb (II) de solución acuosa.

VI.DIAGRAMA GENERAL DEL PROCESO DE ADSORCIÓN

Recolección desechos

Pre-tratamiento

tamizar

oxidaciónPreparación de muestras, para

adsorción

Estudio de equilibrio en

baño cte

Obtención de muestras

después del equilibrio

Análisis de muestras en

espectrofotómetro de absorción

atómica

Resultados

VII. METODOLOGÍA

Pree tratamientoEliminar impurezas y

características orgánicas.

Material (h) °C (g)HClml

Aguaml

Bagazo de caña

2 40 80 40 760

Bagazo de coco

2 40 160 50 950

Tamización

0.19 mm

Oxidación DE LOS MATERIALES NATURALE

20 gramos de muestra de

cada desecho.

200 ml de C₆H₈O₇

Concentraciones (0.5cebada).1M y 1.5M (coco y caña). Total 5

muestras.

Calentamiento y agitación

constante a 60°C por 2 h.

Enfriamiento en agitación

constante por 3h.

Decantación de la muestra

Secado en estufa a 80°C

por 21h, y 110°C 3h.

Lavado con agua des

ionizada, hasta ajustar pH.

Secado a 80°C.

(Salazar J., 2012)

Preparación de las muestras

Muestra: 0.2 gramos demuestra, en tubos depolietileno.

FIG 11. MATERIAL

Obtención de datos experimentales del equilibrio de adsorción

25ºC

1

2

3

4

1. Baño a T cte.

2. Recirculador

3. Adsorbedor

4. Desechos

agroindustriales

20

FIG 2. CAÑA MODIFICADA 1M FIG 5. COCO MODIFICADA 1M

FIG 9. CEBADA MODIFICADA 1.5MFIG 6. COCO MODIFICADA 1.5M

FIG 3. CAÑA MODIFICADA 1.5M

FIG 1. CAÑA NATURAL FIG 4. COCO NATURAL

FIG 8. CEBADA MODIFICADA 1M

FIG 7. CEBADA NATURAL

RESULTADOS DE OXIDACIÓN

VIII. RESULTADOS

Ecuación 1.0para determinar masa del plomo adsorbido

V= volumen de la solución 0.04 L.m= 0.2 gramos.Ci= 20,40, 60, 80 ó 100 ppm.Ce= determinado por elespectrofotómetro.qe=masa de plomo adsorbida

0

2

4

6

8

10

12

14

16

CAÑA COCO CEBADAMas

a d

e P

b (

II)

adso

rbid

a, m

g/g

Material

NATURAL 1.0 M 1.5 M 0.5 M

Figura 13.

Comparación masaadsorbida con materialesmodificados y naturales.A diferentesconcentraciones, pH=7,temperatura 25ºc.

Figura 19.Isotermas de adsorción (pH= 3(verde), 5(azul) y 7(rojo)) de Pb(II) en solución acuosa sobrecebada 0.5M a T=25ªC. Las líneasrepresentan la isoterma defreundlich.

0 10 20 30 40 50 60

Concentracion de Pb (II) en el equilibrio, mg/L

0

50

100

150

200

250

300

350

Masa de P

b (II) adsorbido, mg/g

Figura 3Isotermas de adsorción (pH= 3(verde), 5(azul) y 7(rojo)) de Pb(II) en solución acuosa sobrecebada 0.5M a T=25ªC. Laslíneas representan la isotermade Langmuir.

IX. CONCLUSIONES

La isoterma de Langmuir ajusto mejor los datos experimentales yaque fue la que presento menor porcentaje de desviación. Lacapacidad de adsorción de la cebada fue mayor por un 70% que lade los bagazos naturales.La investigación arroja que el bagazo de cebada, puede serutilizada como biosorbente para la adsorción de Plomo. El pH de lasolución es el factor que más afecta la capacidad del bagazo decebada para adsorber el Pb (II), debido a que, al ser modificado elmaterial con ácido cítrico se incrementan los sitios activos y estospresentan una mayor disponibilidad para atraer y formar losenlaces.

X. BIBLIOGRAFÍA

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•Mayorquín. Estudios de la contaminación de los recursos hídricos, 201.México.•Moore y Ramamoorthy. Heavy Metals in Natural Waters. 1984. U.S.A.•Paul S,.Biosorption of Pb(II) by bacillus cerus M11. Journal for Hazardous. 20065:2-1.•Rábago M. Biosorción de metales pesados sobre aserrín de madera natural ymodificado. 2011•Residuos sólidos agrícolas. impactos ambientales. (s.f), Recuperado el 23 deOctubre 2015,dehttp://www.infoagro.com/hortalizas/residuos_solidos_agricolas.htm.•Tipos y causas de la contaminación ambiental. (s.f), Recuperado el 3 deNoviembre 2015, de https://vanesaloaiza.wordpress.com/tipos-y-causas-de-la-contaminacion-ambiental/ .•Vílchez, R; Eliminación de metales pesados en a guas mediante sistemas de lechos sumergidos: estudio microbiológico en las biopelículas, Tesis Doctoral, Universidad de Granada, Granada, España (2005). Volesky. A review of the biochemistry of heavy metal biosorption by brown algae 2003.

¡GRACIAS!