Proyectos
DEGRADACIÓN DE UN COLORANTE ALIMENTICIO AZOICO EN SOLUCIÓN ACUOSA MEDIANTE UN PROCESO AVANZADO DE OXIDACIÓN
Resumen
La mayoría de los procesos industriales relacionados con la industria textil y de alimentos involucran el uso de colorantes sintéticos, los cuales en su mayoría (60-70%) son de tipo azoico (-N=N-) [1, 2]. Entre los colorantes más empleados se encuentra el rojo allura (E-129) o rojo No. 40, que es usado como aditivo en cereales, bebidas, gelatinas, conservas de frutos rojos, y enlatados de carne, crustáceos precocidos, vinos y sodas amargas, carnes, productos horneados, postres, donas, pudines, bocadillos, productos lácteos y confites, entre otros [3, 4]. Para el primer semestre del año 2019, en la industria de alimentos estadounidense, el rojo allura representó el 35.7% del total de los colorantes usados [5]. Debido a su estructura compleja (C18H14N2Na2O8S2), este colorante es muy estable en medio acuoso y su vertimiento constituye un riesgo para el medio ambiente [6]. Desafortunadamente, los métodos convenciones de tratamiento de colorantes han demostrado ser poco eficientes [7, 8], y la mayoría de los colorantes son tóxicos, no-biodegradables y potencialmente carcinógenos [9]. En Colombia se han reportado casos de contaminación por colorantes en Manizales, Medellín y Cali [10, 11]. Para Manizales se han evidenciado coloraciones en la quebrada Manizales desde el año 2013 y la más reciente ocurrió en febrero del año en curso generado por descargas asociadas a una empresa de alimentos de la ciudad [12]. Los Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs) son una tecnología promisoria y emergente para el tratamiento de aguas coloreadas. Algunos de los PAOs más ampliamente estudiados son los procesos Fenton, foto Fenton, electro Fenton y los procesos tipo Fenton [13]. El sistema de peróxido de hidrógeno activado con bicarbonato y catalizado por cobalto (HCO3-/H2O2/Co) o BAP por sus siglas en inglés (Bicarbonate Activated Peroxide), ha sido utilizado con éxito en la oxidación de colorantes, sin embargo, al ser un sistema en medio homogéneo genera una contaminación colateral por la toxicidad de los iones de cobalto que quedan en solución [14]. Con el fin de abordar y minimizar la contaminación por iones cobalto en solución al utilizar el sistema BAP homogéneo, se propone utilizar la arcilla bentonita como material adsorbente de los iones cobalto [15]. La bentonita ha sido empleada como adsorbente de cationes metálicos debido a su capacidad de intercambio catiónico [16]. En este proyecto se abordará por primera vez la contaminación de los iones cobalto en solución después de realizar la oxidación del colorante rojo allura. Es importante resaltar que el cobalto es el catalizador en el sistema BAP. El efecto de las cantidades de NaHCO3, H2O2 y Cobalto, sobre la decoloración y mineralización se analizará a través de un diseño experimental central compuesto (DCC) y la metodología de superficie de respuesta (MSR). Adicionalmente, se plantean blancos de reacción para analizar el efecto de cada variable sobre la decoloración y mineralización del colorante en solución acuosa. Para establecer las mejores condiciones en la adsorción de los iones cobalto, se utilizará la metodología de cribado. Los rangos para cada parámetro serán establecidos a partir de un estudio de remoción de cromo sobre una arcilla tipo bentonita [17], teniendo en cuenta que el cromo presenta características similares al cobalto, por ejemplo, ambos son metales de transición ubicados en el periodo 4 de la tabla periódica. Por último, se evaluará la potencial aplicación de este sistema integral en una muestra real obtenida de un vertimiento de una industria del sector de alimentos ubicada en la ciudad de Manizales.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN ARTICULADO CON LA FORMACIÓN EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2020-2021
Modalidad:Modalidad Única
Responsable