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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38635
Title: 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
Authors: Reinoso Coyago, Nelly Susana
metadata.dc.contributor.advisor: Vera Cabezas, Luisa Mayra
metadata.dc.ucuenca.correspondencia: 240976@gmail.com
metadata.dc.subject.other: Procesos químicos
Keywords: Ingeniería Química
Bagazo
Caña de azúcar
Minerales
Bioadsorción
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoamplio: 23 Química
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescodetallado: 2306.90 Química de Productos Naturales Orgánicos
metadata.dc.ucuenca.areaconocimientounescoespecifico: 3303 Ingeniería y Tecnología Químicas
Issue Date: 18-Mar-2022
metadata.dc.format.extent: 118 páginas
Publisher: Universidad de Cuenca
metadata.dc.description.city: 
Cuenca
Series/Report no.: TQ;539
metadata.dc.type: bachelorThesis
Abstract: 
The use of sugarcane bagasse as a bioadsorbent for various pollutants constitutes a promising alternative for its elimination; Currently there are studies on the removal of: Cr+6, Ni+2, Pb+2, Cd+2, Mn+2, acetaminophen, among others. The present research work simulated 3 intraparticular mass transfer models for Mn+2 bioadsorption using sugarcane bagasse. Laboratory-scale tests were first performed on fixed-bed columns to obtain the experimental rupture curves and later the Comsol Multiphysics software was used to simulate the curves by implementing the equations that govern each proposed intraparticle mass transfer model: PSDM (Diffusion of pore and surface) which indicates that inside the pores the adsorbed solute particles are transported through the internal surface of the pore and into the pores without touching the surface. The HSDM (Surface Diffusion) model indicates that only the solute is transported through the inner pore wall and finally the PDM (Pore Diffusion) model indicates that the solute is transported into the pore without touching the inner surface of the pore. The Mn+2 bioadsorption process in a fixed bed column achieved 71.83% removal with a capacity of 4.026 mg / g (mg of Mn+2 ions per gram of adsorbent) with an initial concentration of 4.97 mg / L, feed flow rate of 10 𝑚𝐿/𝑚𝑖𝑛 demonstrating that sugarcane bagasse has a high potential to be used as a bioadsorbent in the process of eliminating manganese from the waters of the Tixán drinking water treatment plant. It was also determined that the intraparticular diffusion model that most influences the process is HSDM (Surface Diffusion); however, the PSDM (Pore and Surface Diffusion) and PDM (Pore Diffusion) models show a high degree of fit. The correlation coefficient R2 ranged between (0.815-0.986) with respect to the experimental curves; This effect is due to the fact that the correlations for the determination of the mass transfer coefficients are empirical and it is very complex to find correlations that adjust to the reality of the adsorption dynamics; however, very similar curves to the experimental curves were simulated. Finally, the similarity in the results of the three intraparticular diffusion models; that is, the little significance between the 3 simulated curves indicates that other empirical equations must be applied to determine the mass transfer coefficients and thus obtain more accurate results
Description: 
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 𝑞𝑠 de 4,026 𝑚𝑔/𝑔 (𝑚𝑔 de iones Mn+2 retenidos en la operación por gramo de bioadsorbente) con una concentración inicial de 4,97 𝑚𝑔/𝐿, caudal de alimentación de 10 𝑚𝐿/𝑚𝑖𝑛 y una altura de lecho de 34 𝑐𝑚 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
metadata.dc.description.degree: 
Ingeniero Químico
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/38635
Appears in Collections:Tesis de Pregrado

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