OPTIMIZACIÓN DE PARÁMETROS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA CURVA DE RUPTURA EN LA ADSORCIÓN DE Cr(VI) SOBRE CÁSCARA DE CACAO / PARAMETER OPTIMIZATION FOR Cr(VI) ADSORPTION BREAKDOWN CURVES ONTO COCOA SHELL

RESUMEN El objetivo de la presente investigación fue evaluar la cáscara de la mazorca cacao (Theobroma cacao L.) para su uso en la adsorción de cromo hexavalente en solución acuosa, usando columna de lecho empacado, aplicando el método de superficie de respuesta (MSR), con el fin de determinar los valores óptimos de las variables incidentes en el proceso y, posteriormente, con estos valores, realizar los ensayos de adsorción. Se utilizó un diseño de experimentos compuesto central con puntos estrellas. La biomasa, se lavó, se secó, se disminuyó tamaño y se tamizó; los experimentos, se llevaron a cabo a 25°C, a diferentes tamaños de partícula, de caudal y de cantidad de biomasa, en columnas en sistema en continuo, obteniéndose un porcentaje de remoción de 39,16%, de Cr(VI). Al realizar los experimentos en sistema por lotes, se obtuvo que a tamaño de partícula 0,355mm, se favorece la adsorción. De los ensayos de adsorción en columna, utilizando los parámetros óptimos arrojados obtenidos por el MSR, se obtuvo un porcentaje de remoción de 62,65%, encontrando que los modelos de Yoon-Nelson y Thomas fueron los que ajustaron los datos experimentales de la curva de ruptura, con R2= 0,98. Se concluye que la cáscara de cacao es un buen precursor de bioadsorbentes y que las variables más influyentes en la adsorción de Cr(VI) en sistema por lotes y continuo son el tamaño de partícula y la altura del lecho.

SUMMARY The aim of the present investigation was to evaluate the cocoa shell (Theobroma cacao L.) for its use in the adsorption of hexavalent chromium in aqueous solution using packed bed column, applying the surface response method (SRM) in order to determine the optimum values of the variables involved in the process. The adsorption tests were carried out with these values. Was used a central composite experiment design with star points. The biomass was washed, dried, decreased size and sieved; the experiments were carried out at 25°C, at different particle sizes, flow rate and amount of biomass, in columns in continuous system; obtaining a percentage of removal of 39.16% of C (VI). Was obtained when performing the experiments in batch system that at a size of 0.355mm particle favors the adsorption. From the adsorption tests in the column using the optimum parameters obtained by the MSR, was obtained a removal percentage of 62.65%; finding that the models of Yoon-Nelson and Thomas were those that adjusted the experimental data of the rupture curve, with R2 =0.98. It's concluded that the cocoa shell is a good precursor of bioadsorbents and that the most influential variables in Cr (VI) adsorption in batch and continuous systems are particle size and bed height.

ADSORCIÓN DE NI (II) POR CÁSCARAS DE ÑAME (Dioscorea rotundata) Y BAGAZO DE PALMA (Elaeis guineensis) PRETRATADAS / ADSORPTION OF NI (II) BY PRETREATED YAM PEELS (Dioscorea rotundata) AND OIL PALM PULP (Elaeis guineensis)

El níquel es un metal pesado altamente contaminante que por sus efectos toxicológicos es materia de gran preocupación, por lo que toma importancia la búsqueda de alternativas para su remoción, siendo la adsorción una alternativa aplicable para la remoción metálica, interesante por su eficiencia y bajo costo. Se propone así la adsorción de Ni (II) usando dos materiales de desecho altamente disponibles en la región Caribe colombiana: cáscaras de ñame y bagazo de palma, ambas biomasas tratadas con ácido cítrico. Los experimentos fueron llevados a cabo en sistema batch en solución acuosa de níquel a una concentración de 100 ppm. La concentración residual de la solución fue medida mediante espectroscopia de absorción atómica, encontrando que el proceso de adsorción es altamente dependiente del pH, con un valor óptimo de 6. Por otra parte, se encontró que el Ni (II) presenta una sorción rápida los primeros 50 minutos, además el modelo de Elovich fue el de mejor ajuste. La capacidad máxima de adsorción según la isoterma de Langmuir fue de 68,14; 47,93; 103,3 y 58,7 mg/g para las cáscaras de ñame y el bagazo de palma sin modificar, y modificados químicamente respectivamente, mostrando el valor potencial del uso de estos biomateriales en la remoción de Ni (II) presente en soluciones acuosas.

Nickel is a highly polluting heavy metal which, because of its toxicological effects, is a matter of great concern and the reason why the search for alternatives for its removal, being adsoption an applicative alternative for metal removal which is considered interesting due to its efficiency and low cost. In this way, the Ni (II) adsoption is proposed using two highly available waste materials in the Colombian Caribbean region: yam peels and oil palm pulp, both biomaBes treated with citric acid. The experiments were carried out in batch system using nickel aqueous solution at a concentration of 100 ppm. The residual concentration of the solution was measured by atomic absorption spectroscopy, and it was found that the adsorption proceB is highly dependent of pH with an optimum value of 6. What is more, it was found that Ni (II) presents a quick sorption the first 50 minutes, and Elovich model showed the best fit. The maximum adsorption capacity according to Langmuir isotherm was 68.14, 47.93, 103.3 and 58.7 mg/g for unmodified chemically modified yam peels and oil palm pulp respectively showing a potential value of use of these biomaterials in the removal of Ni (II) present in aqueous solutions.

ESTUDIO DE MODIFICACIÓN QUÍMICA Y FÍSICA DE BIOMASA (Citrus sinensis Y Musa paradisiaca) PARA LA ADSORCIÓN DE METALES PESADOS EN SOLUCIÓN / STUDY OF PHYSICAL AND CHEMICAL MODIFICATION OF BIOMASS (Citrus sinensis AND Musa paradisiaca) FOR THE ADSORPTION OF HEAVY METALS IN SOLUTION

Se estudia el efecto de las modificaciones a carbón activado y recubrimiento con quitosano de biomasa lignocelulósica obtenida de cáscaras de plátano y naranja, para la adsorción de Cr (VI). La caracterización de los grupos funcionales en las biomasas aptos para la adsorción se verificó mediante un análisis elemental (CHON) y espectroscopia de infrarrojo (IR), mientras que para los carbones activados se determinó su área superficial por medio de un análisis BET. El contenido de Cr (VI) en solución se midió mediante espectrofotometría UV-vis, usando el método de la difenilcarbazida. Los resultados mostraron una remoción de los iones de Cr (VI) de 66,6 y 93 ppm para las cáscaras de naranja y plátano respectivamente, los carbones activados removieron 85 y 95 ppm, mientras que las biomasas modificadas con quitosano presentaron una adsorción 61,24 y 88,2 ppm. Se observa que la cinética de adsorción fue mejor descrita por la ecuación de Pseudo Segundo Orden, y el efecto de competitividad bimetálica se vio afectada de mayor forma por iones de níquel, y en menor proporción por iones de plomo.

The effect of changes to activated charcoal and chitosan coating of lignocellulosic biomass obtained from banana and orange peels for the absorption of Cr (VI) was studied. Characterization of the functional groups in the biomass suitable for the adsorption was monitored by elemental analysis (CHON) and infrared spectroscopy (IR), while for activated carbon surface area was determined by BET analysis. The Cr (VI) content in solution was measured by UV-vis spectrophotometer, using the diphenylcarbazide method. The results showed a removal of Cr (VI) ions of 66.6 and 93 ppm for orange peels and banana peels respectively; the activated carbons removed 85 and 95 ppm, while the modified biomasses with chitosan showed an adsorption of 61.24 and 88.2 ppm. It was observed that the adsorption kinetics was best described by the Pseudo Second Order equation, and the bimetallic competitiveness effect was affected more by nickel ions and to a lesser extent by lead ions.

Obtención de biodiesel a partir de diferentes tipos de grasa residual de origen animal / Extractin biodieesel from different types of animal origin residual fat

Se estudian diferentes posibilidades de obtención de biodiesel a partir de residuos grasos generados en la explotación pecuaria: grasa de pollo, cerdo, y vacuna, para ello se analizan las variables relación molar alcohol/grasa animal y cantidad de catalizador, puesto que son las que más inciden en la calidad del biodiesel, al evaluar sus características y rendimientos de la reacción de transesterificación. El rendimiento en el proceso de extracción de la grasa de material de desecho de pollo es del 70,5%, y de la grasa de cerdo del 90%, por lo que se plantean como alternativas viables desde el punto de vista técnico, permitiendo la valorización de estos desechos orgánicos y aliviando la contaminación generada en este tipo de industrias. De la caracterización realizada a la grasa de pollo y cerdo se pudo establecer que ambas materias primas son de baja acidez lo cual garantiza un alto grado de transesterificación, teniendo en cuenta que tuvo un rendimiento del 96% a partir de la grasa de pollo y del 91,2% a partir de la grasa de cerdo. Del análisis cromatográfico del biodiesel sintetizado se obtuvo que el ácido graso más común fue el del ácido oleico.

Different possibilities of extracting biodiesel from fat residues generated on farm livestock: chicken, pork, and bovine fat, were studied. To do this, the variables molar ratio alcohol/animal fat and amount of catalyst are analyzed, since those are the ones which most affect the quality of biodiesel when assessing the characteristics and efficiency of the transesterification reaction. The efficiency in the poultry waste material extraction process is 70.5%, and in pork fat is 90%, reason why they are proposed as feasible alternatives from the technical standpoint, allowing the recovery of this organic waste, thus alleviating the pollution generated by this type of industry. From the characterization performed on chicken and pork fat, it has been established that this raw material has low acidity which ensures a high degree of transesterification, taking into account that it had 96% efficiency from chicken fat and 91.2% from pork fat. From the synthesized biodiesel Chromatographic analysis it was found that the most common fatty acid was oleic acid.