Inmovilización de partículas finas de quitosano en una base de carbón activado y su efecto en la adsorción de hierro

Abstract

El presente trabajo buscaba producir partículas finas de quitosano y quitosano inmovilizado en carbón activado para evaluar su eficiencia en la adsorción de hierro. Para ello, se partió de cáscaras de camarón como material virgen, las cuales se desmineralizaron, desproteinaron, decoloraron, y desacetilaron hasta obtener quitosano. Luego se molieron con ayuda de un molino de bolas para obtener partículas finas. Posteriormente se juntaron con una solución de carbón de activado con el fin de inmovilizarlas en este. Después se realizaron unas pruebas de adsorción iniciales para determinar el tiempo y la concentración de equilibrio de las sustancias. Finalmente, se realizaron otros ensayos de adsorción para evaluar la efectividad de remoción de las partículas para diferentes concentraciones iniciales de hierro. Como resultados se obtuvieron partículas finas de quitosano con un diámetro promedio de 54.40 um, así como partículas finas de quitosano con carbón activado. Se determinó un tiempo de equilibrio de 24 horas para ambas sustancias, además de una concentración de equilibrio de hierro total de 0.34 mg/L en el caso de las primeras y 0.25 mg/L en el caso de las segundas. En cuanto a las eficiencias de remoción de hierro, se encontraron resultados favorables para las partículas de quitosano en concentraciones iniciales de 3 y 0.3 mg/L, pero no concluyentes para soluciones de 0.03 mg/L, puesto que las concentraciones finales estaban por debajo del límite de detección del método utilizado. Por último, las eficiencias de remoción no fueron igual de favorables para los ensayos con quitosano inmovilizado en carbón activado, por lo que se cree que el método utilizado para la inmovilización pudo no haber sido el más adecuado y se recomienda investigar sobre procedimientos alternativos.

The work presented here aimed to produce chitosan and chitosan - immobilized on activated carbon fine particles in order to evaluate their efficiency as iron adsorbents. Chitosan was produced by processing shrimp shells that were demineralized, deproteinated, decolorated and deacetylated. Fine particles were obtained by grinding the chitosan with a ball mill. Some of them were then mixed with an activated carbon solution in order to be immobilized. Afterwards, adsorption experiments for determining the equilibrium time and concentration were carried out. Subsequent experiments for evaluating the particles? iron removal efficiency with different initial iron concentrations were carried out as well. As a result, fine chitosan particles with a 54.40 um mean diameter and fine chitosan + activated carbon particles were produced. An equilibrium time of 24 hours was determined for both substances. A total iron equilibrium concentration of 0.34 mg/L and 0.25 mg/L were found for the chitosan and chitosan + activated carbon particles respectively. Regarding the iron removal efficiencies, favorable results were found for the chitosan particles when using initial iron concentrations of 3 and 0.3 mg/L. However, results were inconclusive when a 0.03 mg/L initial iron concentration was used, since the final equilibrium concentrations were below the detection limit of the methodology employed. Lastly, removal efficiencies were not as favorable for the chitosan + activated carbon particles, which is why the procedure used for the particle immobilization is thought not to be ideal. Therefore, investigation for alternative procedures is advised.