Eliminación de agentes contaminantes y recuperación de productos de interés comercial mediante tecnologías de membrana líquida

Zusammenfassung

Resumen de la tesis: La descarga de metales pesados al medio ambiente es un serio problema, que afecta a un gran número de industrias, debido a su acumulación en los organismos vivos, lo que causa diferentes enfermedades y desórdenes, y a su efecto inhibitorio en la biodegradación de contaminantes orgánicos. Es igualmente problemática la generación de grandes volúmenes de efluentes que contienen estos contaminantes orgánicos, estando los nitrofenoles entre los que presentan mayores efectos tóxicos para el medio ambiente y para la salud humana. Por otra parte, los ¿-aminoácidos son compuestos de gran importancia comercial debido a sus múltiples aplicaciones en los campos alimentario, farmacéutico y químico. Se obtienen fundamentalmente mediante fermentación microbiana en disoluciones acuosas diluidas, resultando dificultosa su separación de los caldos de fermentación. La necesidad de altos rendimientos en los procesos de recuperación y/o eliminación de compuestos químicos hace necesaria la búsqueda de nuevas tecnologías de separación que permitan mejorar los rendimientos y abaratar los costes. Dentro de estas tecnologías, los procesos de membrana líquida constituyen un campo emergente debido a su capacidad para separar y concentrar, simultáneamente, un determinado compuesto. En esta Tesis Doctoral se describe el estudio de la influencia que las variables operacionales más importante que determinan el proceso de transporte tienen en la aplicación de las membranas líquidas a la eliminación de metales pesados (cobalto (II) y cobre (II)) y de contaminantes orgánicos (4-nitrofenol), y a la recuperación de productos de interés comercial (valina), utilizando diferentes tipos de membrana líquida (compacta, soportada y en emulsión), y diferentes mecanismos de transporte (contratransporte facilitado y transporte facilitado tipo I). Se ha demostrado que la tecnología de membrana líquida constituye una técnica efectiva para eliminar/recuperar tales especies químicas, logrando porcentajes de eliminación/recuperación superiores al 80%. Los procesos de membrana líquida compacta estudiados pueden describirse mediante un modelo cinético de dos reacciones consecutivas irreversibles de primer orden, las reacciones de extracción y de liberación, habiéndose determinado sus constantes cinéticas y los flujos máximos de transporte en las distintas condiciones experimentales utilizadas. Se ha introducido un nuevo método de preparación de membranas líquidas soportadas, asistido por ultrasonidos, que conduce a mejor eficiencia de transporte, flujo, permeabilidad y estabilidad que los métodos clásicos. Los resultados se han explicado mediante los efectos de cavitación y corrientes acústicas. En el estudio con membranas líquidas en emulsión, se han obtenido las condiciones óptimas de estabilidad de la emulsión y de eficiencia en la eliminación del contaminante, y se han determinado las permeabilidades aparentes iniciales en las distintas condiciones experimentales. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/