Remoción de hidrocarburo mediante proteínas en medio acuoso.
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“REMOCION DE HIDROCARBUROS POR MEDIO DE PROTEINAS EN MEDIO ACUOSO” Por: HUMBERTO ECHAVARRÍA GUZMÁN
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“REMOCION DE HIDROCARBUROS POR MEDIO DE PROTEINAS EN MEDIO ACUOSO”
Por: HUMBERTO ECHAVARRÍA GUZMÁN
Resumen
La metodología experimental consistió en una adaptación de varias pruebas descritas por
la norma ASTM F 726-99: Standard Test Method for Sorbent Performance of Adsorbents
en su apartado Oil Adsorption Short Test. Estas pruebas se llevaron a cabo en un sistema
experimental más pequeño y mostraron la capacidad de absorción ideal del sorbente y el
rendimiento del material sorbente en condiciones estáticas y dinámicas.
METODOLOGÍA
Pretratamiento de las Proteínas
Previo a su uso, las muestras fueron lavadas con detergente líquido y enjuagadas varias veces con agua potable para posterior mente secar al sol.
Clasificación de las Proteínas
Las Proteínas obtenidas de diferentes aves de corral, fueron clasificadas por especie, así mismo se le dio la siguiente nomenclatura;
Determinación de la capacidad de absorción de la proteína
La metodología empleada para determinar la
capacidad de absorción es una adaptación de la
norma ASTM F726-99: Standard Test Method for
Sorbent Performance of Adsorbents en su apartado
Oil Adsorption short Test.
Determinación del tiempo óptimo de absorción del hidrocarburo.
Para determinar el tiempo óptimo de contacto entre sorbente y el hidrocarburo se
calcularon las cantidades de absorción de la proteína descrita anteriormente a los
siguientes tiempos: 30s, 1 min, 2 min, 5min, 10min, 30min y 1 h.
Pruebas de desempeño del sorbente.
La metodología para realizar estas pruebas es una adaptación de la norma ASTM
F 726-99. Standard Test Method for Sorbent Performance of Adsorbents en su
apartado Dyname Degradation Test.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Clasificación de las proteínas
TP-1DP-1CP-1
27.5
25.0
22.5
20.0
17.5
15.0
Capaci
dad d
e a
bso
rció
n (
g d
e h
idro
carb
uro
/g d
e s
orb
ente
)
Capacidad de absorción de hidrocarburo 2.
H0: Las tres proteínas tiene el mismo promedio de absorción de hidrocarburo
en el tiempo de 1 minuto.
H1: Existe al menos una proteína que tiene una absorción promedio diferente al
de las demás en el tiempo de 1 minuto.
————— 30/09 11:12:20 ———————————————————— ANOVA unidireccional: CP-1, DP-1, TP-1 Fuente GL SC CM F PFactor 2 74.3 37.1 2.70 0.108Error 12 165.0 13.7Total 14 239.2S = 3.708 R-cuad. = 31.04% R-cuad.(ajustado) = 19.54% ICs de 95% individuales para la media basados en Desv.Est. agrupadaNivel N Media Desv.Est. ----+---------+---------+---------+-----CP-1 5 21.762 3.708 (---------*---------)DP-1 5 19.814 4.942 (----------*---------)TP-1 5 16.380 1.751 (----------*---------) ----+---------+---------+---------+----- 14.0 17.5 21.0 24.5
Desv.Est. agrupada = 3.708
Análisis de varianza de un factor (ANOVA) para 1 minuto.
Tiempo óptimo de absorción
Tiempo de absorción de las proteínas.
TP-1DP-1CP-1
45
40
35
30
25
Ca
pa
cid
ad
de
ab
sorc
ión
(g
de
hid
roca
rbu
ro/g
de
so
rbe
nte
)
Capacidad de absorción de hidrocarburo a 30 minutos.
————— 30/09 19:18:50 ———————————————————— ANOVA unidireccional: CP-1, DP-1, TP-1 Fuente GL SC CM F PFactor 2 285.7 142.9 4.43 0.036Error 12 386.6 32.2Total 14 672.3S = 5.676 R-cuad. = 42.50% R-cuad.(ajustado) = 32.92% ICs de 95% individuales para la mediaNivel N Media Desv.Est. ----+---------+---------+---------+-----CP-1 5 26.836 2.220 (--------*--------)DP-1 5 36.726 7.476 (--------*--------)TP-1 5 28.266 5.985 (--------*--------) ----+---------+---------+---------+----- 24.0 30.0 36.0 42.0
Desv.Est. agrupada = 5.676
Análisis de Varianza de un factor (ANOVA) a 30 minutos.
H0: Las tres proteínas tiene el mismo promedio de absorción de hidrocarburo
en el tiempo de 30 minutos.
H1: Existe al menos una proteína que tiene una absorción promedio diferente al
de las demás en el tiempo de 30 minutos.
Realizando la comparación de medias se tiene que:
DP-1 vs CP-1, implica ; por lo que podemos concluir que existe diferencia en cuanto a la absorción promedio de hidrocarburo entre la proteína DP-1 y CP-1.
DP-1 vs TP-1, implica ; entonces el resultado en cuanto a la absorción promedio del hidrocarburo de las proteínas DP-1 y TP-1 son diferentes.
CP-1 vs TP-1, implica que con lo que se concluye que su efecto en cuanto a la absorción promedio de hidrocarburo es igual con las dos proteínas.
En conclusión: La DP-1 es y es la que mayor absorción promedio tiene.
Desempeño del sorbente.
TP-1DP-1CP-1
4
3
2
1
0
Ca
pa
cid
ad
de
Ab
sorc
ión
(g
de
ag
ua
/g
de
so
rbe
nte
)
Capacidad de absorción del agua desionizada.
————— 04/10 12:09:53 ———————————————————— ANOVA unidireccional: CP-1, DP-1, TP-1 Fuente GL SC CM F PFactor 2 1.507 0.753 0.90 0.431Error 12 10.003 0.834Total 14 11.509S = 0.9130 R-cuad. = 13.09% R-cuad.(ajustado) = 0.00% ICs de 95% individuales para la media basados en Desv.Est. agrupadaNivel N Media Desv.Est. ---+---------+---------+---------+------CP-1 5 1.3480 0.9574 (-----------*------------)DP-1 5 1.9860 0.5789 (-----------*------------)TP-1 5 2.0500 1.1176 (-----------*------------) ---+---------+---------+---------+------ 0.70 1.40 2.10 2.80
Desv.Est. agrupada = 0.9130
Análisis de varianza de un solo factor (ANOVA) para agua desionizada.
H0: Las tres proteínas tiene el mismo promedio de absorción de agua
desionizada.
H1: Existe al menos una proteína que tiene una mínima absorción promedio
diferente al de las demás.
TP-1DP-1CP-1
6
5
4
3
2
1
Ca
pa
cid
ad
de
ab
sorc
ión
( g
de
Na
Cl 1
M/g
de
So
rbe
nte
)
Capacidad de absorción de solución1M NaCl.
————— 04/10 12:31:08 ———————————————————— ANOVA unidireccional: CP-1, DP-1, TP-1 Fuente GL SC CM F PFactor 2 18.04 9.02 4.28 0.040Error 12 25.30 2.11Total 14 43.34S = 1.452 R-cuad. = 41.63% R-cuad.(ajustado) = 31.90% ICs de 95% individuales para la media basados en Desv.Est. agrupadaNivel N Media Desv.Est. --------+---------+---------+---------+-CP-1 5 4.136 1.417 (---------*--------)DP-1 5 1.642 0.875 (--------*--------)TP-1 5 3.754 1.885 (--------*--------) --------+---------+---------+---------+- 1.5 3.0 4.5 6.0Desv.Est. agrupada = 1.452
Análisis de Varianza para solución 1M de NaCl.
H0: Las tres proteínas tienen el mismo promedio de absorción de solución 1M de
NaCl.
H1: Existe al menos una proteína que tiene una absorción promedio diferente al de
las demás.
Realizando la comparación de medias se tiene que:
•CP-1 vs DP-1, implica
entonces el resultado en cuanto a la absorción promedio de solución 1M de NaCl de los vexilo de CP-1 y TP-1 son iguales.
•DP-1 vs TP-1, implica que
con lo que se concluye que hay diferencias en cuanto a la absorción promedio de solución 1M de NaCl de estas dos proteínas.
En conclusión se puede utilizar CP-1 ó DP-1.
por lo que podemos concluir que existe diferencia en cuanto a la absorción promedio de solución 1M NaCl con estas dos proteínas.
•CP-1 vs TP-1, implica
A) flotabilidad de las proteínas, B) desempeño de las proteínas en presencia de agua e hidrocarburo, C) apariencia del agua al retirar la capa de sorbente e hidrocarburo.
B CA
CONCLUSIONES
Esta investigación, nos indican que es posible remover el hidrocarburo en un
medio acuoso, utilizando para ello proteínas obtenidas de las plumas de aves de
corral. Las proteínas DP-1 son un buen sorbente de hidrocarburo en agua. Este
biopolímero mostro una mejor capacidad de retención que los otros sorbentes. El
desempeño de las plumas de pato de donde obtenemos esta proteína es mejor
que el reportado para sorbentes comerciales orgánicos fabricados a base de
musgo.
Dentro de las recomendaciones que se pueden hacer se encuentran.
•Continuar con la investigación de la biodegradación de las proteínas
impregnadas con hidrocarburos mediante cepas bacterianas.
•Llevar a cabo estudio económico exhaustivo de la variabilidad económica
del uso de las proteínas obtenidas a partir de las plumas del pato como
sorbentes de hidrocarburos.
•Usar las proteínas de pato en pequeños derrames para observar su
desempeño en condiciones reales de operación.
•Probar la sorción de las plumas de pato en configuraciones como
almohadillas, microcordones, alfombras en pequeños derrames.
•Implementar las plumas de pato como un sorbente comercial de
hidrocarburo.
BIBLIOGRAFÍA
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Cervantes González Elsa, Rojas Avelizapa Luis I, Cruz Camarillo Ramón, Rojas Avelizapa Norma G y García Mena Jaime. Análisis microscópico de la biodegradación de plumas de pollo impregnadas con petróleo por un consorcio hidrocarbonoclasta-queratinilítico. Departamento de microbiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Casco de Sto. Tomas, Centro de Investigación en Ciencias Aplicadas y Tecnología Avanzada- IPN,. Departamento de Genética y Biología Molecular, CINVESTAV Unidad Zacatenco.
