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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL BIOTECNOLOGIA EFECTO DE LA RADIACION GAMMA EN LA BIOSORCION DE ESTRONCIO EN LEVADURA Efecto de la radiación Gamma en la biosorción de iones estroncio para Levadura de pan

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  • UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONALBIOTECNOLOGIAEFECTO DE LA RADIACION GAMMA EN LA BIOSORCION DE ESTRONCIO EN LEVADURA

    Efecto de la radiacin Gamma en la biosorcin de iones estroncio para Levadura de pan

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    INTRODUCCION

    Con el desarrollo de la industria nuclear, una gran cantidad de residuos radiactivos son producidos y tales residuos radiactivos presentes en el medio ambiente natural contienen una variedad de radionclidos que son la fisin por procesos de reaccin nuclear.

    El estroncio-90 es un producto de fisin de alto rendimiento resultante de las operaciones del ciclo del combustible nuclear y es un significativo contaminante radiactivo en las instalaciones nucleares en todo el mundo.El comportamiento del Sr2+ es de particular preocupacin ambiental en tierras contaminadas, debido tanto a su larga vida media (T1 / 2 = 29 aos) y su movilidad relativa en la sub-superficie poco profunda de algunas instalaciones nucleares.

    Puede causar falta de oxgeno, anemia, e incluso el cncer como un resultado de daos en el material gentico de las clulas cuando la captacin es muy alta.

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    LA BIOSORCION

    Es un proceso que usa la biomasa de bajo costo para secuestrar iones de metales pesados txicos, y es particularmente adecuada para la descontaminacin de efluentes industriales.

    Puede ser considerada como un trmino colectivo para un nmero de procesos de acumulacin pasiva que, en cualquier caso particular puede incluir intercambio de iones, coordinacin, formacin de complejos, quelacin, adsorcin y micro-precipitacin.

    Es una innovacin tecnolgica y una excelente tecnologa de remediacin rentable para la limpieza de radionucleidos desde el entorno acuoso.

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    Una variedad de biomateriales, tales como las algas, hongos, bacterias, y biomasa de las plantas, han reportado resultados alentadores para la remediacin de radionucleido

    Como un tipo de biomasa de hongos, la levadura es una barata, respetuosa con el medio ambiente y la fuente de biomasa para la eliminacin de metales pesados de las aguas residuales

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    OBJETIVOS

    Investigar los efectos de los diferentes parmetros, tales como pH de la solucin, la temperatura, dosis de biomasa inicial, Concentraciones Sr2 + inicial, y el tiempo de contacto de la biosorcin de Sr2 + de levadura de pan.

    Determinar la isoterma de biosorcin de Sr2 + y el modelo cintico.

    Investigar el efecto de la radiacin de rayos gamma en la biosorcin en diversas condiciones experimentales.

    Dilucidar el mecanismo del efecto de la radiacin Gamma en la biosorcin de Sr2 + para la levadura.

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    2. MATERIALES Y METODOS

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    2.1 PREPARACION DEL BIOSORBENTE IRRADIADO

    La levadura de pan fue levadura instantnea seca producida por BAKEX AG en Suiza y se compr en la tienda local en Christchurch, Nueva Zelanda. La levadura de pan se someti a autoclave y luego se sec a 60C durante 24 h.

    Para preparar la radiacin de rayos Gamma, se irradi biomasa de levadura, se trat 100 g de biomasa con una dosis de radiacin de 1,0 kGy h-1 durante 1,0 h en un campo de radiacin de fuente radiactiva 60Co (energa de rayos: 1,17 MeV; la actividad de la fuente de radiacin: 7.65 1.015Bq; disposicin de radiacin de la fuente: fuente de plato nico), se sec y despus se almacen para su uso posterior.

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    2.2.1 ESTUDIO DE BIOSORCION

    Una solucin madre de iones Sr2 + (1.000 mg/L) se prepar en agua destilada pura usando Sr(NO3)2. Todas las soluciones de trabajo de diversas concentraciones se obtuvieron por dilucin sucesiva de la solucin madre. Los experimentos por lotes fueron estudiados en matraces Erlenmeyer de 250 ml para determinar las mejores condiciones de funcionamiento, y el efecto del tratamiento d e radiacin en la biosorcin se analiz mediante la comparacin de la radiacin tratada (RT) y grupos (URT) no tratados.

    Las suspensiones celulares se mezclaron bien mediante agitacin y se incubaron en un agitador rotatorio (120 rpm). Entonces, una muestra del lquido de suspensin (5 ml) fue tomada y se centrifug (4.000 rpm, 10 min, 4C) para obtener muestras concentradas para la espectrometra de absorcin atmica (AAS). La adsorcin porcentual (%) y la capacidad de adsorcin (mg g/1) se determinaron en diferentes condiciones experimentales.

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    Las concentraciones de iones Sr2 + en los fluidos sobrenadantes se determinaron utilizando un espectrofotmetro de absorcin atmica (AA700, American PE) con una llama de aire-acetileno. La absorcin de metales (q) se determin como sigue:

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    2.2.2 EFECTO DEL PH

    Todos los experimentos del proceso de sorcion por lotes se llevaron a cabo con las condiciones iniciales de C0 = 1,0 mmol/L, Cm = 4.0 g/L y T = 30C. El pH de la solucin se estudi de 2,5 a 6,5. Las soluciones se ajustaron a los valores de pH requeridos usando slo 0,5 M HNO3 para evitar la influencia de otros iones en el proceso de biosorcin. Las muestras de lquido de suspensin se sacan y se determinan en el momento de 30 y 90 min, respectivamente.

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    2.2.3 EFECTO DE LA TEMPERATURA

    Experimentos por lotes similares se llevaron a cabo con una condicin inicial de pH = 4,5, C0 = 1,0 mmol/L y Cm = 4.0 g/L a diferentes temperaturas de 10, 20, 25, 30, 40, 50 C. Las muestras de lquido de suspensin se sacan y se determinan en el momento de 30 y 90 min, respectivamente.

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    2.2.4. EFECTO DE LA CONCENTRACIN DE ESTRONCIO INICIAL Y ESTUDIOS DE BIOSORCIN ISOTERMICOS

    Experimentos de sorcin de equilibrio se llevaron a cabo en el pH ptimo de 4,5 mediante la mezcla de 4,0 g/L de sorbente con diferentes concentraciones de Sr2 + en el Rango de 10-400 mg/L.

    En cualquier concentracin particular, se llevaron a cabo los experimentos de sorcin a temperaturas de 10, 20 y 30C. El pH de la solucin se mide y se ajusta utilizando NaOH 0,01 M / HCl constantemente.

    El biosorbente se separa de la solucin por centrifugacin despus de 24 h. Se analiz la concentracin residual Sr2 + en la solucin. Por lo tanto, se determin la cantidad de ion metlico biosorbido por la levadura de la solucin en el equilibrio (qe). Soluciones sin biosorbente se realizaron simultneamente como un control.

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    2.2.5. EFECTO DEL TIEMPO DE CONTACTO Y ESTUDIOS CINTICOS

    Los estudios cinticos se realizaron a temperaturas de 10, 20 y 30C. La levadura (4,0 g/L) se suspendi en una 100 mg/L de la solucin de Sr2 + y el pH se ajust a un valor de 4,5 con 0,01 M de NaOH / HCl. Las mezclas se agitaron continuamente a 120 rpm.

    Se tomaron muestras a intervalos de tiempo predeterminados (0 a 1440 min), se centrifug, y se determino la cantidad de Sr2 + adsorbido en el biosorbente en el tiempo t, denotada por qt (mg/g).

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    2.2.6. ANLISIS FTIR DE ADSORBENTE

    La levadura seca y fresca se analiz con una transformada de Fourier infrarroja (FTIR) (Spectrum uno, americano PE Ltd.) para determinar los grupos funcionales que pueden ser afectados por el tratamiento de radiacin. Las muestras (aproximadamente 2,0 mg) se mezclaron con KBr (150,0 mg) y se comprimen en forma de tableta.

    El espectro FTIR de las muestras se obtuvieron mediante el uso del espectrofotmetro FTIR con los siguientes parmetros de prueba: resolucin del espectrmetro: 4 cm-1, la relacin seal-ruido:> 20.000: 1, y exploraciones por muestra: 32.

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    2.2.7. PH Y ANLISIS DE CONDUCTIVIDAD ELCTRICA DURANTE EL PROCESO DE BIOSORCIN

    Se midi el cambio dinmico en el pH y la conductividad elctrica (EC) para analizar el efecto del tratamiento de radiacin en el proceso de biosorcin de Sr2 + a la levadura. Los cambios se monitorearon con un medidor de CE/PH (Modelo S40, Mettler Ltd, Suiza) en unas condiciones experimentales ptimas de:pH = 4,5, C0 = 100 mg/L, Cm = 4.0 g/L, y T = 30C.

    Los parmetros del anlisis fueron las siguientes: la exactitud de pH: 0,01; la exactitud de la CE: LS cm-1, intervalos de tiempo: 6 min (0,1 h); y el tiempo de grabacin: 24 h.

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    2.2.8. ANLISIS DEL POTENCIAL ZETA DE ADSORBENTE Y ADSORBATO

    Se aadieron muestras secas de levadura a agua desionizada. Un analizador de potencial zeta (Malvern Zetasizer Nano ZS90, Malvern Instruments Ltd., Reino Unido) se utiliz para determinar el efecto por el tratamiento de radiacin en el potencial zeta de levadura. La concentracin de la suspensin de minerales y la biomasa eran ambos 1,6 g/L. Las mediciones de movilidad electrofortica se realizaron en agua desionizada a 25C y se repitieron tres veces a un pH de 0,5 a 12,5. El pH se ajust con HCl y NaOH a los valores deseados.

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    3. RESULTADOS Y DISCUSION

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    3.1.1. EFECTO DEL PH EN LA BIOSORCIN

    El pH de la solucin de adsorcin es uno de los factores ambientales ms importantes que influyen no slo en la disociacin, sino tambin la qumica de la solucin de los metales pesados. La hidrlisis, complejacin por ligandos orgnicos y/o inorgnicos, reacciones redox y precipitacin estn fuertemente influenciadas por el pH, y, por el contrario, influyen fuertemente en la especiacin y la disponibilidad de la biosorcin de metales pesados.

    El efecto del pH sobre la biosorcin se examin en el rango de pH de 2.5 a 6.5 en el momento de 30 y 90 min. Como se muestra en la Fig. 1, la biosorcin de Sr2 + se ve afectada obviamente por el pH de la solucin. La mayor captacin de metal y la eficiencia fueron 11,93 mg/g y 50.03% a los 30 minutos a pH 4,5.

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    3.1.2. EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LA BIOSORCIN

    La captacin de Sr2 + por las clulas de la levadura se estudi en el rango de temperatura de 10-50C. De la Fig. 2, se encontraron las absorciones mximas sobre 11.17 y 12.21 mg/g a 30 y 90 min a 30 C, respectivamente. Adems, la actividad de Sr2 + aument en la fase acuosa a temperaturas ms altas, lo que puede mejorar el grado de ocupacin efectiva de Sr2 + en los sitios activos de clulas de levadura.

    Esto podra explicar por qu se observ la mxima eficiencia de adsorcin a 30C.

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    3.2. EFECTO DE LA CONCENTRACIN INICIAL DE IONES Sr2+ SOBRE BIOSORCIN

    Los experimentos de Biosorcin se realizaron con soluciones que contienen 10-400 mg/L de Sr2+ para 1440 min. De la Fig. 3, las captaciones de Sr2 + por la levadura de pan aument y el porcentaje de adsorcin disminuy con el aumento de la concentracin inicial de Sr2 +.

    El rango de las concentraciones iniciales ms favorable fue 25-100 mg/l. Si qe es el ndice de referencia principal, la mejor concentracin inicial es de 100 mg/L. Esto parece ser debido al aumento en el nmero de iones que compiten por los sitios de unin disponibles en la biomasa y tambin debido a la falta de sitios para la complejacin de Sr2+ a niveles de concentracin ms altos.

    A concentraciones ms bajas, todos los iones metlicos presentes en la solucin podran interactuar con los sitios de unin. En concentraciones ms altas, los iones Sr2+ permanecen en solucin debido a la saturacin de los sitios de adsorcin.

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    Para las diferentes concentraciones iniciales de Sr2+, el efecto de adsorcin de los grupos de RT son ligeramente mejores que los grupos URT, y este rendimiento disminuy con el aumento de la concentracin inicial de Sr2+.

    Por ejemplo, a 30C, el aumento de la adsorcin porcentual de Sr a la levadura fueron 9,49%, 8,05% y 2,75% de los grupos de RT en comparacin con los grupos de URT para concentraciones iniciales de soluciones de Sr de 10, 25, y 100 mg/l respectivamente.

    Por ejemplo, a 30C, el aumento del porcentaje de adsorcin de iones de estroncio fue 9,49%, 8,05% y 2,75% despus del tratamiento de radiacin.

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    3.3.1. ISOTERMA DE BIOSORCIN DE SR2+ A LA LEVADURA

    La isoterma emprica de adsorcin de Freundlich se obtiene en el supuesto de que la absorcin se lleva a cabo sobre una superficie adsorbente heterognea donde la distribucin de la energa de absorcin disminuye exponencialmente. Esta ecuacin tambin es aplicable a la adsorcin de mltiples capas y su forma linealizada se representa por la ecuacin:

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    La isoterma ms comnmente utilizada para la sorcin es la del Modelo de Langmuir , y se supone que un proceso de sorcin reversible se produce sobre una superficie homognea que forma una monocapa de sorcin sin interacciones entre las especies adsorbidas, adems de las energas uniformes de la sorcin sobre la superficie La ecuacin de Langmuir que es vlida para una adsorcin monocapa a una superficie con un nmero finito de sitios idnticos, y est dada por la ecuacin:

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    Las isotermas de Langmuir y Freundlich linealizada de Sr2 + obtenidas a las tres temperaturas diferentes de 10, 20 y 30C se muestran en las Figs. 4 y 5. Los datos experimentales se analizaron mediante anlisis de regresin lineal y luego la isoterma de constantes y coeficientes de correlacin se dan en la Tabla 1.

    En las tres temperaturas, QEQ se encontr que era ms pequeo que qmax que indica que la biosorcin de Sr2 + a clulas de levadura es producido por un tipo monocapa de adsorcin en la que la superficie de el microorganismo no estaba totalmente cubierto. Las dos isotermas dieron coeficientes de correlacin alta de regresin (r2>0.985), lo que indica que hay una fuerte correlacin para las temperaturas y rango de concentracin Sr2 + estudiados.

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    Para los grupos de RT, el valor de qmax de 33,58 mg/g a 30C, fue superior a las otras dos temperaturas. Un alto valor de KL tambin indica fuerte unin de Sr2 + a las clulas de levadura a esta temperatura.

    Adems, se puede observar que el tratamiento de radiacin aumenta ligeramente el valor de qmax para la biosorcin de Sr2+. Adems, se puede observar que el tratamiento de radiacin aumenta ligeramente el valor de qmax para la biosorcin de Sr2 + a la levadura.

    La comparacin de biosorcin de iones de estroncio iones por diferentes biosorbentes se presenta en la Tabla 2. Es importante tener en cuenta que la capacidad de biosorcin de la levadura del pan a los iones de estroncio son ms superiores irradiadas o no por Rayos Gamma.

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    3.3.2. ANLISIS DE LA ISOTERMA DE BIOSORCIN

    El efecto de la forma de la isoterma puede ser usado para predecir si un sistema de adsorcin es favorable o desfavorable. Las caractersticas esenciales de la isoterma de Langmuir se pueden expresar en trminos de un factor adimensional constante la separacin o el parmetro KR equilibrio, que se define por la siguiente relacin:

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    El valor de KR indica la naturaleza de la isoterma: KR> 1 indica sorcin desfavorable, KR = 1 indica una isoterma lineal, 0

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    3.3.3. PARMETROS TERMODINMICOS

    En la prctica de ingeniera ambiental, tanto los factores de energa y entropa deben ser considerados a fin de determinar lo que ocurrir espontneamente procesos. El cambio de energa libre de Gibbs, G0, es el criterio fundamental de la espontaneidad. Las reacciones ocurren espontneamente a una temperatura dada si G0

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    El valor de K'c se puede obtener en la concentracin experimental ms baja. El valor Kc se utiliza en la siguiente ecuacin para determinar la energa libre de Gibbs de biosorcin:

    La entalpa (H0) y la entropa (S0) puede obtenerse a partir de la pendiente y la interseccin de la ecuacin de Van Hoff de G0 vs T:

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    Los valores de la variacin de energa libre de Gibbs (G0), cambio de entalpa (H0), y el cambio de entropa (S0) para el proceso de biosorcin obtenida a partir de las ecuaciones. se enumeran en la Tabla 3. Los valores negativos de G0 confirman la viabilidad del proceso y la naturaleza espontnea de biosorcin de Sr2 + a clulas de levadura.

    Los valores G0 indican el grado de espontaneidad del proceso de adsorcin, donde los valores ms negativos reflejan un proceso ms energticamente favorable de adsorcin. Adems, a la misma temperatura el valor G0 es ms bajos despus del tratamiento de radiacin gamma que para el grupo URT. Por ejemplo, el valor G0 era 2.406 kJ/mol para el grupo URT mientras que era 3.568 kJ/mol para el grupo de RT a 30C.

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    Los resultados mostraron que todos los termodinmicos de las reacciones de biosorcin eran procesos espontneos y que el tratamiento de radiacin gamma y aumento de la temperatura son favorables para la biosorcin de Sr2 + a la levadura para las condiciones experimentales consideradas.

    Los valores H0 de la biosorcin de Sr2 + a la levadura fueron positivas para todos los grupos, que indican que los procesos de biosorcin son endotrmicos. Por otra parte, el proceso de difusin es un proceso endotrmico y la velocidad de difusin incrementado con el aumento de temperatura. As est de acuerdo con el aumento de Qmax obtenida de el modelo de Langmuir. El valor positivo de S0 refleja el aumento de la aleatoriedad en la interfase slido / solucin y la buena afinidad de Sr2 + para las clulas de levadura. Esto es debido a los cambios estructurales de la adsorbato y adsorbente durante la adsorcin, lo que resulta en el aumento en el trastorno del sistema slido / solucin.

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    3.4. ANLISIS CINETICO DE LA BIOSORCIN ANTES Y DESPUS DEL TRATAMIENTO DE RADIACIN

    3.4.1. ANLISIS CINTICO DE BIOSORCIN QT

    Para disminuir el tiempo de equilibrio e investigar el efecto de la radioterapia en la biosorcin de Sr2 + a la levadura del pan, la influencia del tiempo como variable efectiva fue examinado a temperaturas de 10, 20 y 30 C. Las curvas correspondientes de qt contra t con y sin tratamiento de radiacin se comparan en la Fig. 7. Se puede observar que existe la tendencia evidente de qt con la temperatura 30>20>10C para el proceso de biosorcin completa. El equilibrio de biosorcin preliminar fue ms rpido en 30 que en 10 y 20C. La biosorcin de los grupos de RT eran todos mejor que los grupos URT en las mismas condiciones experimentales. La capacidad de sorcin de estroncio aument aproximadamente 0,4-1,0 mg/g despus de haber irradiado, tales como el valor de qt grupo URT era 13,48 mg/g y aument a 14,42 mg/g para el grupo RT.

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    3.4.2. MODELO CINTICO

    Se requieren los parmetros cinticos para predecir la tasa de biosorcin y dar informacin importante sobre el modelado de los procesos. Para calcular la energa de activacin (Ea) de la biosorcin de Sr2 + a la levadura, se determinaron los valores de las constantes de velocidad a diferentes temperaturas. Varias ecuaciones cinticas de adsorcin se han utilizado en la literatura para el modelado de los sistemas de equilibrio de biosorcin.

    En este estudio, se aplicaron las ecuaciones de velocidad de pseudo-primer orden y pseudo-segundo orden para ajustar los datos experimentales de biosorcin de Sr2 + para la levadura. Las constantes de velocidad de pseudo-segundo orden de biosorcin se determinaron a partir de las ecuaciones luego mencionadas. Las constantes de velocidad se muestran en la Fig. 8 y en la Tabla 4.

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    La relacin numrica siguiente entre el tiempo de contacto y la eliminacin por ciento se ha utilizado para determinar las constantes cinticas de adsorcin para la biomasa. Modelos cinticos de pseudo-primer orden y de segundo orden pseudo-se basan en la suposicin de que la tasa de sorcin est controlada por un mecanismo de sorcin qumica que implica el intercambio de electrones o la transferencia de electrones entre el adsorbente y adsorbato.

    Los datos de sorcin se analizaron en trminos de un mecanismo de pseudo-primer orden:

    Tambin fue analizada en trminos de un mecanismo de pseudo segundo orden:

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    Si la tasa de sorcin inicial es h= k2q2e, entonces la ecuacin se puede escribir como:

    Se encontr que los coeficientes de correlacin (r2) para el modelo de cintica de pseudo-primer orden a diferentes concentraciones iniciales Sr2 + eran inferiores a 0,885. Adems, la absorcin de equilibrio (qe,CAL) valores calculados a partir del modelo de cintica de pseudo-primer orden no ajustaron bien con los valores experimentales (qe,exp).

    El alto coeficiente de correlacin (r2=1.0) para el modelo cintico de pseudo-segundo orden y las pequeas diferencias entre la capacidad terica y experimental de adsorcin (Fig. 9 y en la Tabla 4) indican que la biosorcin de iones Sr2 + a la levadura del pan sigue un modelo de segundo orden. Esto sugiere que la biosorcin qumica implica fuerzas de valencia a travs de la puesta en comn o el intercambio de electrones entre el biosorbente y biosorbate. Las constantes k2 y h incrementaron al aumentar la temperatura, y todos eran mayores para el grupo de RT que el grupo URT a la misma temperatura. Esto indica que el tratamiento de radiacin aumenta la tasa de biosorcin inicial.

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    3.4.3. ANLISIS DE LA ENERGA DE ACTIVACIN

    La constante de velocidad de pseudo-segundo orden se expresa como una funcin de la temperatura mediante la siguiente relacin de tipo Arrhenius:

    Las energas de activacin se calcularon a partir de grficos lineales de lnk2 contra 1 / T, tanto para los grupos de RT y URT (Fig. 9). La energa de activacin se calcula a partir de la pendiente de la ecuacin mostrada y se muestra en la Tabla 3. De los coeficientes de correlacin r2 se encontr que todos los valores son mayores que 0,99. Ea para el sistema de biosorcin de Sr2 + para levadura se calcula a partir de la pendiente de la ecuacin. El valor de Ea para el grupo URT fue 9,96 kJ/mol, mientras que disminuy a 9,17 kJ/mol despus del tratamiento de radiacin. Este resultado muestra que la sorcion de Sr2 a la levadura es endotrmica, y la disminucin del valor Ea para el proceso de biosorcin de reaccin disminuye con el tratamiento de radiacin.

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    3.5. ANLISIS DEL PROCESOS DE BIOSORCIN DE PH/CE

    Se analiz la cintica del cambio de pH y conductividad elctrica (CE) de levadura antes y despus del tratamiento de radiacin en la solucin en las mismas condiciones experimentales (Fig. 10). En todo el proceso, se observ la misma tendencia para los grupos de RT y URT: los valores de pH aumentaron rpidamente durante la fase inicial de biosorcin, disminuy lentamente hasta 90 min, y luego el pH comenz a aumentar lentamente (Fig. 10 (a)).

    Esto puede ser debido a las clulas de levadura que tienen un pH alto, y cuando se aade el adsorbente hay un rpido aumento de pH. Entonces, cuando los sitios de adsorcin estn ocupados por Sr2 +, la carga negativa en la clula disminuye drsticamente con el aumento de la concentracin de H +, y por lo tanto disminuye el pH en la solucin.

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    Durante el proceso de biosorcin del grupo RT, el pH era siempre mayor que el grupo URT, y la diferencia mxima entre el pH de los dos grupos (PH) es de aproximadamente 1,0. Los valores altos de pH indican que las clulas de levadura son altamente electronegativas en el proceso de biosorcin de Sr2 +.

    Por lo tanto, el efecto de biosorcin es mejor para el grupo RT que para el URT. Esto tambin confirma los resultados anteriores que la radioterapia mejora la biosorcin de levadura de Sr2 +. Como se muestra en la Fig. 10 (b), en la etapa inicial de adsorcin, la conductividad elctrica cambia rpidamente. Este complejo proceso es causado principalmente por la materia orgnica procedente de levadura que se libera en la solucin y el Sr2 + rpidamente ocupando los sitios de adsorcin.

    . En resumen, la radiacin de rayos gamma aument la tasa de biosorcin de Sr2 + a la levadura y mejor la estabilidad del proceso del sistema de biosorcin.

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    3.6. ANLISIS FTIR

    La pared celular de los hongos se caracteriza por la superposicin de capas de quitina, protenas, y glucanos que contienen grupos carboxlico, fosfato, sulfonato, y amina. Se tomaron espectros FTIR de levadura despus del tratamiento de radiacin en el rango de 400-4000 cm-1 y se compar con el grupo URT (Fig. 11).

    La banda a 1657 cm-1 resultados de la vibracin de estiramiento C=0 conjugado a una deformacin N--H de un grupo amida es indicativo de la banda de amida I. Esta banda se desplaz a 1652cm-1 despus del tratamiento de radiacin. El pico a 1247 cm-1 resultados de la mezcla y vibracin de C=0 y NH es indicativo de la banda de amida III. Este pico se traslad a 1243 cm-1 despus del tratamiento de radiacin. Los valores de la D1657/D1078 y D1247/D1078 cambiaron de 0,91 y 1,10 a 0,85 y de 1,18 despus del tratamiento de radiacin. Todos estos cambios indican que la banda de amida de las protenas se ve afectada por el tratamiento de radiacin, y esto puede ser responsable del cambio en la capacidad de biosorcin de Sr2 + a la levadura entre los grupos de RT y URT.

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    3.7. ANLISIS DEL POTENCIAL ZETA

    El potencial zeta se relaciona con la estabilidad de la dispersin coloidal. El potencial zeta es una medida de la fuerza de la repulsin o la atraccin de partculas. La levadura es un hongo unicelular con una pared celular que consiste en molculas macromoleculares, tales como protenas, polisacridos, y una pequea cantidad de polipptido.

    La presencia de grupos funcionales aninicos y catinicos da a clulas de levadura carcter anftero, lo que significa que la carga superficial es dependiente del pH y el punto isoelctrico (IEP) est determinado por el equilibrio entre las cargas aninicas y catinicas. El potencial zeta de las clulas microbianas es la base principal para medir el potencial de la clula y las partculas cargadas.

    Los valores del potencial zeta son ms negativos para el rango de pH por encima del IEP, y cuando el pH es mayor que el IEP, la propiedad elctrica de la levadura es negativa fuera y positiva dentro de la clula.

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    Como se muestra en la Fig. 12, la levadura est cargada positivamente en condiciones fuertemente cidas (pH

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    A valores de pH por encima del punto isoelctrico, hay una carga negativa neta de los componentes de la pared celular y el estado inico de ligandos, tales como carboxilo, fosfato, y grupos amino, que favorecer la absorcin de cationes metlicos. Sin embargo, como el pH disminuye la carga de la superficie total en las clulas se convertir en positivo, que inhibe el enfoque de cationes metlicos cargados positivamente.

    Adems, debido al bajo valor de pH de la solucin de reaccin, se mejora el proceso de intercambio de iones entre H + y Sr2 +. Como resultado, algunos Sr2 + adsorbidos se liberan en la solucin acuosa, disminuyendo el efecto de enriquecimiento de Sr2 +.

    El tratamiento de radiacin tiene una influencia definitiva en el grupo amida de protenas (como se ve en Fig. 11), y esto podra ser la razn de la disminucin del potencial zeta de la levadura.

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    4. CONCLUSIONES

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    Este estudio investig el efecto de la radiacin Gamma en la biosorcin de Sr2 + a levadura de pan. Se analizaron los parmetros de funcionamiento y las condiciones ptimas de biosorcin, se determin que eran pH = 4,5, C0=100 mg/l, T=30C, y t=90 min.

    Los procesos isotermicos de biosorcin de Sr2 + a levadura antes y despus de la radiacin de rayos Gamma se ajustaron a los modelos de Langmuir y Freundlich en el intervalo de concentraciones (10-400 mg/l) a diversas temperaturas (10, 20, y 30C).

    Se observaron valores negativos de G0 y valores positivos de H0, indicando la naturaleza espontnea y endotrmica de la biosorcin de Sr2 + en la levadura respectivamente. La cintica de biosorcin sigue una ecuacin de pseudo-segundo orden a diferentes temperaturas experimentales (con r2> 0,999) y la biosorcin de Sr2 + a la levadura es un proceso rpido. La energa de activacin de la biosorcin de Sr2 + a levadura se redujo desde 9,96 hasta 9,17 kJ/mol despus de la radiacin Gamma.

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    El FTIR, el potencial zeta, y el pH/CE se estudiaron en el proceso de biosorcin, y los resultados mostraron que la radiacin de rayos gamma podra tener un efecto en la banda amida de las protenas de levadura.

    Esto conduce a cambios en el pH y CE y una disminucin del punto isoelctrico de la levadura de pH de 2,55 a 2,25, lo que aumenta la electronegatividad de la pared de clulas de levadura y por lo tanto aumenta la atraccin entre los iones Sr2 + y la pared celular.

    En resumen, la biosorcin de Sr2 + a la levadura de pan no slo est afectada por las condiciones de radiacin, sino que tambin una radiacin apropiada puede mejorar ligeramente su capacidad de adsorcin.