Cinética de la Desinfección Fotocatalítica de Agua contaminada con E. coli: Efecto de la Concentración del Fotocatalizador y la Potencia de Irradiación

Abstract

ResumenSe estudió la cinética de la desinfección fotocatalítica de agua (DFA) con E. coli usando dos ecuaciones cinéticas tipo Langmuir-Hinshelwood de tres parámetros: la constante cinética, la constante de interacción bacteria-fotocatalizador y el coeficiente de inhibición. Se analizó el efecto de la concentración de TiO 2 y la potencia de irradiación sobre los parámetros cinéticos. En los intervalos estudiados, la constante cinética incrementa con el aumento de la concentración del fotocatalizador y de la potencia de irradiación, mientras que, la constante de interacción bacteriafotocatalizador disminuye. Además, el coeficiente de inhibición no presenta dependencia de estas variables. Se usaron medios selectivos para seguir la concentración de bacterias con el fin de evaluar el efecto de la DFA sobre la bacteria y los daños sucesivos que ocurren en ésta hasta llegar a un umbral límite de daño. El modelo cinético utilizado permite la predicción de valores aproximados de las poblaciones bacterianas lastimadas y no lastimadas. Palabras clave: inactivación de bacterias, fotodesinfección, parámetros cinéticos, bacterias lastimadas Kinetics of the Photocatalytic Disinfection of Water contaminated with E. coli. Effect of the Photocatalyst Concentration and of the Irradiation Power AbstractThe photocatalytic water disinfection (PWD) kinetics with E. coli was studied, using two Langmuir-Hinshelwood type kinetic equations involving three parameters: the kinetic constant, the interaction bacteria-photocatalyst constant, and the inhibition coefficient. The TiO 2 concentration and the irradiation power were modified, and their effects on the inactivation kinetics were analyzed. It was found that the kinetic constant increased with the increase of the catalyst concentration and the irradiation power, while the constant related to the interaction bacteria-photocatalyst decreased. In addition, it was found that the inhibition coefficient does not depend on these variables. Furthermore, the bacteria concentration was followed using selective media to assess the effect of the PWD process on the bacteria, and its subsequent attacks to reach a threshold limit of damage. It was observed that the kinetic model predicts approximate values of the undamaged and injured bacteria population.

Efecto de la presencia de sales inorgánicas sobre la inactivación fotocatalítica de E. Coli en agua

“…Los resultados experimentales de la DFA en presencia de cada sal fueron utilizados para determinar en cada caso los parámetros cinéticos de un modelo tipo Langmuir-Hinshelwood propuesto por Marugán et al [13] y validado por Moreno et al [14]. Este modelo describe la inactivación fotocatalítica de E. coli en agua mediante las Ecuaciones (1) …”

“…La resolución de estas ecuaciones se hizo mediante un algoritmo iterativo compuesto por un método de regresión no lineal en simultáneo con una integración numérica Runge-Kutta de quinto orden [14], [15]. Cada parámetro puede ser asociado a tres zonas caracterís-ticas de las curvas de desinfección fotocatalítica (bacterias sobrevivientes vs. tiempo de reacción cola, y corresponden a un retraso inicial o decaimiento suave al comienzo de la reacción, una región de inactivación log-lineal que cubre la mayor parte de la reacción y una desaceleración del proceso al final de la reacción, respectivamente [16], [17].…”

“…En este trabajo se realizó un análisis de la DFA en presencia de sales inorgánicas desde un punto de vista cinético usando un modelo tipo LangmuirHinshelwood de tres parámetros propuesto por Marugan et al [13] y validado por Moreno et al [14]. Para lo anterior, se determinaron el efecto de sales inorgánicas como el MgSO 4 , NaCl y CaCO 3 sobre la inactivación fotocatalítica de E. coli y los parámetros cinéticos.…”

Campos Electromagnéticos No Ionizantes para la Inocuidad Alimentaria

“…La comunidad científica y la industria alimentaria se encuentran en la búsqueda de soluciones que permitan la sanitización eficiente y efectiva de los procesos industriales. Para ello, se han utilizado diferentes métodos donde se incorporan componentes químicos y físicos, como por ejemplo el uso de ozono, UV, entre otros(Sartori et al, 2007;Moreno et al, 2011). Estas metodologías son utilizadas con cierto cuidado por las posibles consecuencias negativas que traen.…”