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Trabajos Finales de Graduación

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Examinando Trabajos Finales de Graduación por Autor "Álvarez Thuel, Diego"

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    Evaluación de las propiedades coagulantes y floculantes de hidrolizados de quitosano para la remoción de turbiedad en agua
    (Universidad Nacional (Costa Rica), 2019-09) Álvarez Thuel, Diego; Herrera Núñez, Jacqueline
    La capacidad coagulante y floculante del quitosano de diferentes pesos moleculares fue determinada en la remoción de turbiedad en aguas superficiales y residuales. El uso de este material reviste importancia porque el camarón corresponde a una de las especies de mayor captura en Costa Rica, lo que provoca grandes desechos de cáscara de camarón que no es aprovechado para obtener productos de valor agregado. Por lo tanto, se realizó la síntesis de quitosano a partir de la quitina; biopolímero derivado de la cáscara del camarón. A partir de la desacetilación parcial de la quitina se obtiene el quitosano, un biopolímero compuesto por unidades β-1,4-D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina, distribuidos al azar y unidos por un enlace glicosídico. El quitosano fue caracterizado mediante la obtención del peso molecular por viscosimetría y el grado de desacetilación por medio de la titulación potenciométrica. El quitosano obtenido, de 250 kDa y con un grado de desacetilación del 79,5%, fue sometido a tres reacciones de hidrólisis química, utilizando ácido clorhídrico de tres concentraciones diferentes, de 0,5 mol/L; 0,75 mol/L y 1,0 mol/L, en donde se obtuvieron hidrolizados de 169 kDa, 88 kDa y 55 kDa respectivamente. Posteriormente, se realizaron pruebas de jarras variando la turbiedad en agua destilada con diferentes dosis de caolín en un rango de pH de 5,0 a 7,5 y a tres diferentes turbiedades de 10 NTU, 50 NTU y 100 NTU. Se ensayó la capacidad coagulante y floculante para el quitosano obtenido a partir de la quitina, los tres hidrolizados y un quitosano comercial. Las muestras de agua tratadas a 50 NTU, presentaron el mayor porcentaje de remoción de turbiedad en todos los cinco quitosanos a un pH de 5,0 con un valor promedio de 86%; conforme se aumentó el pH hasta 7,5 el porcentaje de remoción disminuyó hasta un 78%. Los quitosanos de peso molecular de 250 kDa y 169 kDa presentaron un porcentaje de remoción promedio de turbiedad mayor al 90% en un rango de pH desde 5,0 hasta 7,5 a una turbiedad de 50 NTU. Posteriormente, se realizó una prueba de jarras para remover una muestra de agua superficial del río Pirro de turbiedad 15,5 NTU. Mediante una dosis optima 1,0 mg/L del quitosano de peso molecular medio de 250 kDa, se logró una remoción de turbiedad de un 76,6% a un pH de 7,09 obteniéndose un valor por debajo de la norma nacional según el decreto ejecutivo número 38924-S para el Reglamento para la Calidad de Agua Potable. Los quitosanos ensayados, en un amplio rango de pesos moleculares, presentaron propiedades coagulantes y floculantes en agua sintética en un rango de turbiedades de 10 NTU, 50 NTU y 100 NTU y en pH de 5,0 a 7,5 obteniendo mejores resultados a pH de 5,0 y 5,5 debido a la interacción entre el grupo amino protonado del quitosano y el coloide. Además, su capacidad de coagulación y floculación fue demostrada en una muestra real de agua de río.