Evaluation of the use of plantain starch as a natural coagulant for the removal of colour and turbidity in water for human consumption

Evaluation of the use of plantain starch as a natural coagulant for the removal of colour and turbidity in water for human consumption

Contenido principal del artículo

Candelaria Nahir Tejada Tovar
Angel Villabona Ortíz
Rodrigo Ortega Toro
Millan Aníbal Marta
Natalia Licona Dager

Resumen

Aim. To evaluate the effect on pH, removal of turbidity and colour, using plantain starch as a natural coagulant, extracted by wet and basic route, in a sample of synthetic water. Materials and methods. The starch was extracted by placing the pre-treated biomass in contact with water or a NaOH solution for 20 h at 18 ° C, and then separating by filtration. The efficiency in the removal of turbidity and colour was carried out using a jug test, varying the initial concentration of coagulant and the stirring rate. Results. It was found that the starch obtained by the wet route presented a higher level of turbidity reduction compared to that obtained with NaOH, reaching an efficiency of 94.6%; using 150 mg/L of coagulant and 40 rpm, and having a better performance than the synthetic coagulant aluminium sulphate (Al2(SO4)3). Conclusions. The variable evaluated with the highest linear influence is the combination of stirring rate and coagulant concentration. The use of plantain starch extracted by wet route is recommended for use in water treatment for human consumption, highlighting its nature as an advantage over Al2(SO4)3.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Biografía del autor/a (VER)

Candelaria Nahir Tejada Tovar, Universidad de Cartagena

Ingeniera Química, Magister en Ingeniería Ambiental, Profesora Titular del programa del programa de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de Cartagena, Cartagena, Colombia, Process Design and Biomass Utilization Research Group (IDAB), Avenida del Consulado Calle 30 No. 48 – 152, Colombia; 130015

Angel Villabona Ortíz, Universidad de Cartagena

M.Sc. in Environmental Engineering and Specialist in Sanitary and Environmental Engineering of the Universidad de Cartagena, Chemical Engineer of the Universidad Industrial de Santander, Full profesor and researcher of the Process design and Biomass Utilization Research Group (IDAB) de la Universidad de Cartagena, Campus Piedra de Bolívar, Avenida del Consulado, calle 30 No. 39 B – 192, Barrio Piedra de Bolívar, Cartagena, Colombia, 130015. ORCID 0000-0001-8488-1076. Scopus Author ID: 56694431900.

Rodrigo Ortega Toro, Universidad de Cartagena

Ph.D. in Science, Technology and Food Management, M.Sc. in Food Science and Engineering, Agroindustrial Engineer,  Universidad de Cartagena, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería de Alimentos, Campus Piedra de Bolívar, Avenida del Consulado Calle 30 No. 48 152, Cartagena de Indias, Colombia, 130015

Millan Aníbal Marta, Universidad de Cartagena

Chemical Engineer of the Universidad de Cartagena, Campus Piedra de Bolívar, Avenida del Consulado, calle 30 No. 39 B – 192, Barrio Piedra de Bolívar, Cartagena, Colombia, 130015

Natalia Licona Dager, Universidad de Cartagena

Chemical Engineer of the Universidad de Cartagena, Campus Piedra de Bolívar, Avenida del Consulado, calle 30 No. 39 B – 192, Barrio Piedra de Bolívar, Cartagena, Colombia, 130015

Referencias (VER)

Arcila, H. R.; Peralta, J. J. (2016). Agentes naturales como alternativa para el tratamiento del agua. Revista Facultad de Ciencias Básicas, 11(2), Junio, pp. 136-153. http://dx.doi.org/10.18359/rfcb.1303

Canepa, L.; Maldonado, V.; Barrenechea, A.; Aurazo, M. (2004). Tratamiento de agua para consumo humano: Plantas de filtración rápida. Manual I: Teoría. Tomo II, Lima: CEPCI, pp. 83 - 100.

Choy, S.Y.; Prasad, K.N.; Wu, T.Y.; Raghunandan, M.E.; Ramanan, R.N. (2016). Performance of conventional starches as natural coagulants for turbidity removal. Ecological Engineering, 94, Septiembre, pp. 352-364. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.05.082

Daverey, A.; Tiwari, N.; Dutta, K. (2018). Utilization of extracts of Musa paradisica (banana) peels and Dolichos lablab (Indian bean) seeds as low-cost natural coagulants for turbidity removal from water. Environmental Science and Pollution Research, November, pp. 1-7. https://doi.org/10.1007/s11356-018-3850-9

Donato, N.R.; Mendoza, R.N.; Rodríguez, M.Á.; Mijares, E.M. (2006). Obtención de sulfato de quitosano y su aplicación en el proceso de coagulación-floculación de suspensiones coloidales aniónicas de caolinita. Revista Iberoamericana de Polímeros, 7(3), Agosto, pp. 145-161.

Ganjidoust, H.; Tatsumi, K.; Yamagishi, T.; Gholian, R.N. (1997). Effect of synthetic and natural coagulant on lignin removal from pulp and paper wastewater. Water Science and Technology, 35(2-3), pp. 291-296. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(96)00943-2

Gao, Q.; Zhu, X.H.; Mu, J.; Zhang, Y.; Dong, X.W. (2009). Using Ruditapes philippinarum conglutination mud to produce bioflocculant and its applications in wastewater treatment. Bioresource Technology, 100(21), Julio, pp. 4996–5001. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.biortech.2009.05.035

Kamar, W.I.S.; Abdul Aziz, H.; Ramli, S.F. (2015). Removal of suspended solids, chemical oxygen demand and color from domestic wastewater using sago starch as coagulant. Applied Mechanics and Materials, 802, Octubre, pp. 519–524. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.802.519

López-Vidal, R.; Laines-Canepa, J.R.; Hernández-Barajas, J.R.; Aparicio-Trápala, M.A. (2014). Evaluación de almidones de malanga (Colocasia esculenta) como agentes coadyuvantes en la remoción de turbiedad en procesos de potabilización de agua. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 13(3), Diciembre, pp. 855-863, 2014.

Maniglia, B.C.; Tapia, D.R. (2016). Isolation and characterization of starch from babassu mesocarp. Food Hydrocolloids, 55, Abril, pp. 47-55. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2015.11.001

Ministerio De La Protección Social, Ministerio De Ambiente Vivienda Y Desarrollo Territorial. Por medio de la cual se señalan características, instrumentos básicos y frecuencias del sistema de control y vigilancia para la calidad del agua para consumo humano. Resolución 2115 de 2007. Bogotá, D.C.: Ministerio de la Protección Social; Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial.

Pantoja-Espinoza, J.C.; Proal-Nájera, J.B.; García-Roig, M.; Cháirez-Hernández, I.; Osorio-Revilla, G.I. (2015). Eficiencias comparativas de inactivación de bacterias coliformes en efluentes municipales por fotólisis (UV) y por fotocatálisis (UV/TiO2/SiO2). Caso: depuradora de aguas de Salamanca, España. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 14(1), Enero-Marzo, pp. 119-135.

Paredes, C.M.D.; Carranza, M.M.H.; Albornoz, J.I.F.; Salazar, R.A.P.; Jamanca, N.F.A. (2018). Efectividad de especies naturales como ayudantes de Coagulación , para la clarificación de aguas turbias en épocas de avenidas en caseríos y centros poblados de Huaraz y Callejón de Huaylas. Aporte Santiaguino, 11(2), Enero, pp. 299–310. 10.32911/as.2018.v11.n2.583

Salehizadeh, H.; Yan, N.; Farnood, R. (2018). Recent advances in polysaccharide bio-based flocculants. Biotechnology Advances, 36(1), Enero-Febrero, pp. 92–119. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2017.10.002

Shamsnejati, S.; Chaibakhsh, N.; Pendashteh, A.R.; Hayeripour, S. (2015). Mucilaginous seed of Ocimum basilicum as a natural coagulant for textile wastewater treatment. Industrial Crops and Products, 69, Julio, pp. 40-47. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.01.045

Sillanpää, M.; Ncibi, M.C.; Matilainen, A.; Vepsäläinen, M. (2018). Removal of natural organic matter in drinking water treatment by coagulation: a comprehensive review. Chemosphere, 190, Enero, pp. 54-71. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.09.113

Teh, C. Y.; Wu, T.Y.; Juan, J.C. (2014). Optimization of agro-industrial wastewater treatment using unmodified rice starch as a natural coagulant. Industrial Crops and Products, 56, Mayo, pp. 17-26. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.02.018

Trujillo, D.; Duque, L.F.; Arcila, J.S.; Rincón, A.; Pacheco, S.; Herrera, O.F. (2014). Remoción de turbiedad en agua de una fuente natural mediante coagulación/floculación usando almidón de plátano. Revista Ion, 27(1), Enero-Junio, pp. 17-34.

Zhu, F. (2015). Composition, structure, physicochemical properties, and modifications of cassava starch. Carbohydrate polymers, 122, Mayo, pp. 456-480. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.10.063