Este documento presenta un estudio sobre la adsorción de cromo hexavalente (Cr VI) en cenizas volantes obtenidas de bagazo (BFA) utilizadas como adsorbente. Se realizaron experimentos en columnas de lecho fijo para obtener curvas de ruptura de adsorción y modelar los datos usando un modelo de adsorción en lecho fijo. Los resultados muestran que el modelo se ajusta satisfactoriamente a los datos experimentales y permite predecir el comportamiento de la adsorción bajo diferentes condiciones sin necesidad de

1. Operaciones
Unitarias II
Estudio de las curvas de ruptura de adsorción de Cr
(VI) en cenizas volantes obtenidas del bagazo(BFA)
Miguel Ángel Zepeda Martínez
19/04/2012

2. Estudio de las curvas de ruptura de
adsorción de Cr (VI) en cenizas volantes
obtenidas del bagazo(BFA)
 Chandra W. Purnomo, y Agus Prasteya
 Indonesia
 Proceedings of the World Congress on
Engineering and Computer Science 2007
 WCECS 2007, October 24-26, 2007

3. Índice
Introducción
Experimental
Modelo de adsorción en
lecho fijo
Resultado
Conclusión

4. I.
Introducción

5. Introducción
La mayoría de los metales pesados que se
encuentran en las aguas residuales en los países en
desarrollo provienen de desechos de pequeñas y
medianas industrias, las cuales carecen de capital
para instalar un tratamiento de agua apropiado.
En el caso de indonesia , muchas industrias de caña
de azúcar producen (BFA), como es un desecho tan
abundante , usar este como un tratamiento de agua
podría generar muchos beneficios

6. Introducción
Las investigaciones en (BFA) como un tratamiento de
agua se han realizado extensamente, aunque pocas
veces se han realizado estudios a fondo sobre la
cinética de adsorción.
Comprender las características y la capacidad
de adsorción a través de la curva
de avance permitirá diseñar un mejor
tratamiento continuo de aguas residuales.
En este trabajo, se estudiaron y simularon curvas de
ruptura de cromo hexavalente en BFA

7. II.
Experimental

8. A. Material
Material:
 Bagazo proveniente de una industria de
caña de azúcar local (P.T MADUKISIMO)
en la ciudad de Yogyakarta, Indonesia
 El volumen de ceniza fue lavado con
agua destilada , y secado en un horno a
120°C durante 3 horas

9. A. Material
 Las cenizas fueron tamizadas y solo se
seleccionaron las cenizas obtenidas de
un rango de maya 20 a 30
 Se activaron con 10ml de una solución 3N
de HCl por cada gramo de ceniza seca
 La ceniza se filtro, y lavo con agua
destilado y se volvió a secar por 3 horas a
120°C

10. A. Material
 Se hicieron
estudios(XRF) de
composición antes y
después de activar
el BFA.
 Mayormente esta
Tabla 1. Composición de BFA en el
compuesta de análisis XRF.
Carbón, y Silica.

11. A. Material
Se llevaron acabo análisis (SEM y EDX) en los materiales , y se
concluyo que había dos tipos de partículas :
 una partícula porosa de carbón sin quemar.
 otra es una partícula densa de silica con bajo contenido de
carbón.
A B
Figura 1. imágenes de BFA: A partícula rica en
carbón. B. Partícula rica en silica.

12. B. Experimento
La curva de ruptura se obtuvo mediante un experimento de
adsorción continua, usando dos columnas diferentes llenas de BAF
como adsorbente.
 La porosidad del lecho de las columnas es 0.44.
 La primera columna tiene 42cm. de altura de
lecho y 65 g de ceniza.
 La segunda columna tiene una altura de 21.5 cm y
10 gramos de ceniza.
 Se utilizo una solución de Cr(VI) que fluye
continuamente a una v= 0.1cm/s.

13. B. Experimento
 Figura 2. Aparat
o
experimental p
ara la medición
de curvas de
avance

14. III. Modelo de
adsorción en
lecho fijo

15. A. Balance de masa en un
elemento de la columna
La solución analítica de una forma simplificada de
la ecuación. (1)
En que la velocidad u de fluido es constante, la
dispersión axial despreciable, y
se supone una fuerza lineal de conducción de
transferencia de masa del modelo , es
proporcionado por el modelo de Klinkenberg

16. A. Balance de masa en un
elemento de la columna
Donde:
 ξ =(kKZ / u)((1−εb )/ εb ) es la coordenada de
distancia de adimensional ,
 τ = k(t − (Z / u)) es la coordenada de tiempo
adimensional y erf(x) es la función error

17. B. Relación entre los
coeficientes
Para estimar varias variables, el valor puede obtenerse empleando las dos
ecuaciones siguientes
 Kc es el coeficiente de transferencia de masa externo en cm · s-1,
 De es la difusividad efectiva en cm2 / s, y Rp es el radio de partícula adsorbente en cm.
 Mientras tanto, k es el coeficiente de transferencia de masa global
(s-1)
 K es la constante de equilibrio para la adsorción de Cr (VI) en una isoterma de adsorción
lineal.
• Sh = numero de Sherwood = kcDp / Di,
• Re = numero de Reynolds = Dp.G / μ,
• Sc = número de Schmidt = μ / ρDi.
Según la ecuación (4), el coeficiente de transferencia de masa externa kc coeficiente puede
estimarse a partir
Sh.

18. B. Relación entre los
coeficientes
 El método de ajuste entre los datos del
experimentales y calculados, utilizaba el
método numérico del principio de minimización
de error por suma de error cuadrado (SSE). El
método numérico elegido fue la minimización
de las variables múltiples.
 En primer lugar el valor de k y ξ se supuso y
luego itero para conseguir el valor de SSE más
bajo.
 el mejor valor obtenido de ambas variables se
puede utilizar para determinar De las
ecuaciones. (3) y (4).

19. IV.
RESULTADO

20. Resultado
 La
figura 3 muestra la curva de avance de
adsorción de Cr(VI)
• Figura 3. Curva de avance en columna de lecho de ceniza de 42cm

21. Resultado
• La figura 4 muestra la curva de avance
de adsorción de Cr(VI)
• Figura 4. Curva de avance en columna de lecho de ceniza de 21.5cm

22. Resultado
 De las graficas anteriores podemos decir que el método
puede ajustarse a los datos experimentales
satisfactoriamente.
 Tabla 2. resumen de las variables calculadas

23. V. Conclusión

24. Conclusión
 Siel valor de De y k puede
obtenerse, permitirá un fácil predicción del
comportamiento de las curvas de ruptura de
adsorción a específicas condiciones de
funcionamiento y dimensiones de columna sin
hacer experimentos de equilibrio de adsorción.

25. Gracias por su atención