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Evaluación de un biocoagulante compuesto por mucílago de nopal (Opuntia ficus indica) y quitosano como pretratamiento de lactosuero
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Fecha
2025-10-09
Autores
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Editor
Universidad Católica de Santa María
Resumen
Es importante encontrar una gestión adecuada de las aguas residuales, con el propósito de evitar
toda contaminación en el medio ambiente. Teniendo en consideración la posible contaminación
producida por el lactosuero, el cual es parte de los principales efluentes de la industria láctea, se ha
optado por desarrollar métodos que permitan mitigar su impacto ambiental negativo. Es debido a
eso que en el presente trabajo se empleó un biocoagulante elaborado a partir de quitosano y
mucílago de nopal (Opuntia ficus indica), realizando así un pretratamiento al lactosuero con un
proceso de coagulación y floculación.
El mucílago de nopal se logró extraer por un método de precipitación con etanol al 95%, obteniendo
un rendimiento de 0.69%. Seguido de ello, se sintetizó quitosano a partir de quitina comercial por
medio de un proceso de desacetilación alcalina, logrando obtener un rendimiento de 56.22%.
Posterior a la extracción y síntesis, ambos biocoagulantes se caracterizaron por FTIR, logrando
obtener, con respecto al mucílago de nopal (Opuntia ficus indica) bandas características que
evidenciaban la presencia de grupos carboxilo, hidroxilo y carbonilo. Por parte del quitosano, se
pudo identificar a bandas características con la presencia de grupos amino primarios y grupos
hidroxilo, además de obtener un grado de desacetilación de 80.93% mediante el cálculo empleado
que dispone de las bandas a 1320cm-1 y 1420cm-1.
Luego de obtener ambos coagulantes, se procedió a elaborar unas biopelículas las cuales estaban
formuladas de manera distinta: 75%Quitosano-25%Mucílago (relación Q/M; 0.75),
50%Quitosano-50%Mucílago (relación Q/M; 0.5) y 25%Quitosano-75%Mucílago (relación Q/M;
0.25). Posterior a la elaboración de las biopelículas se realizó el proceso de coagulación y
floculación empleando efluente lácteo previamente preparado, pudiendo obtener una remoción
máxima de 97.17% de turbidez con los parámetros de relación Q/M de 0.75, pH 6 y 75°C. Con
respecto al DQO, se analizó únicamente en el ensayo óptimo en cuanto a turbidez, el cual
proporcionó una remoción del 26% de DQO.
Con respecto al análisis estadístico del efecto de la dosis de biocoagulante compuesto por mucílago
de nopal y quitosano sobre la turbidez, los resultados proporcionados al emplear el diseño
experimental de Taguchi indicaron aceptar la hipótesis nula, debido a que el biocoagulante
compuesto mucílago de nopal y quitosano no evidenció un efecto significativo en el porcentaje de
remoción de turbidez obtenido al tratar el efluente lácteo. Se encontró que la variable de pH fue la
única que presentó un efecto estadísticamente significativo, siendo su valor P de 0.009 en ANOVA
para relaciones S/R vs factores. Finalmente, se realizaron pruebas confirmatorias como parte de la
última etapa del método de Taguchi, generando resultados altamente eficientes (mínimo 87.10%
de remoción de turbidez) y algunos cercanos al resultado óptimo, como en el caso del ensayo que
empleó los niveles óptimos predichos (relación Q/M 0.75, 50°C y pH 6), el cual removió 95.98%
de turbidez.
Descripción
Palabras clave
Biocoagulación, Efluente lácteo, Biocoagulantes