Evaluación de los mecanismos de transferencia de masa en el proceso de adsorción de manganeso con bagazo de caña de azúcar en columna de lecho fijo

Abstract:

El uso de bagazo de caña de azúcar como bioadsorbente de diversos contaminantes constituye una alternativa prometedora para su eliminación. Actualmente existen estudios sobre la remoción de: Cr+6, Ni+2, Pb+2, Cd+2 , Mn+2, acetaminofén, entre otros. El presente trabajo de investigación simuló 3 modelos de transferencia de masa intraparticular para la bioadsorción de Mn+2 utilizando bagazo de caña de azúcar. Primero se realizaron pruebas a escala de laboratorio en columnas de lecho fijo para obtener las curvas de ruptura experimentales y posteriormente se utilizó el software Comsol Multiphysics para simular las curvas mediante la implementación de las ecuaciones que rigen cada modelo de transferencia de masa intraparticular propuesto: difusión de poro y superficie (Pore Surface Difusion Model) por sus siglas en inglés PSDM que indica que en el interior de los poros las partículas de soluto adsorbido se transportan a través de la superficie interna del poro y al interior de los poros sin tocar la superficie. El modelo difusión de superficie homogénea (Homogeneous Surface Difusion Model) por sus siglas en inglés HSDM; indica que únicamente el soluto se transporta a través de la pared interior del poro y finalmente el modelo de difusión de poros (Pore Difusion Model) por sus siglas en inglés PDM; indica que el soluto se transporta al interior del poro sin tocar la superficie interna del mismo. El proceso de bioadsorción de Mn+2 en columna de lecho fijo logró un 71,83% de remoción con un de 4,026 / ( de iones Mn+2 retenidos en la operación por gramo de bioadsorbente) con una concentración inicial de 4,97 /, caudal de alimentación de 10 / y una altura de lecho de 34 demostrando que el bagazo de caña de azúcar tiene un alto potencial para ser usado como bioadsorbente en el proceso de eliminación de manganeso de las aguas de planta de tratamiento de agua potable Tixán. También se determinó que el modelo de difusión intraparticular que más influye en el proceso es HSDM (Difusión de superficie); no obstante, los modelos PSDM (Difusión de Poro y Superficie) y PDM (Difusión de poro) presentan un alto grado de ajuste. El coeficiente de correlación R2 osciló entre (0.815-0.986) con respecto a las curvas experimentales; este efecto se debe a que las correlaciones para la determinación de los coeficientes de transferencia de masa son empíricas y es muy complejo encontrar correlaciones que se ajusten a la realidad de la dinámica de adsorción; sin embargo, se logró simular curvas muy similares a las curvas experimentales. Finalmente, la similitud en los resultados de los tres modelos de difusión intraparticular; es decir la poca significancia entre las 3 curvas simuladas indica que se 3 Nelly Susana Reinoso Coyago deben aplicar otras ecuaciones empíricas para la determinación de los coeficientes de transferencia de masa y así obtener resultados de mayor exactitud

Año de publicación:

2022

Keywords:

• minerales
• Caña De Azucar
• Bagazo
• Procesos Químicos
• Ingeniería Química
• BIOADSORCIÓN

Fuente:

rraae