Empleo del reactivo de Fenton para la degradación del colorante Tartrazina (Use of Fenton´s reagent to degrade the Tartrazine dye)

Joan

Description

Resumen
Objetivo. Evaluar la degradación del colorante Tartrazina empleando la reacción de Fenton. Se busca implementar una tecnología de oxidación avanzada para la remoción del colorante Tartrazina, ampliamente utilizado en la industria de alimentos en el medio local, nacional e internacional. Materiales y métodos. Se empleó un diseño experimental factorial aleatorizado con un reactor compuesto por una cuba de vidrio como reservorio, para el almacenamiento de la muestra problema y el lugar para la reacción de degradación
adicionalmente, se dispuso de un sistema interno de mezcla para mantener la solución homogénea en el periodo de experimentación, el cual se determinó en dos horas. Se utilizó una concentración inicial de 100 mg/L del colorante Tartrazina y se mantuvo la solución a un pH igual a 3.0. La degradación del colorante, se determinó mediante el empleo de la espectrofotometría UV/Visible a una longitud de onda de 425 nm. Resultados. Se logró la remoción y degradación del colorante Tartrazina empleando diferentes combinaciones de oxidación del reactivo de Fenton, sin embargo, el mejor porcentaje de remoción fue de 99,3 % mediante la combinación de 25 mg/L de Fe 3+ y 0,4 %v/v del agente oxidante peróxido de hidrógeno. Conclusión. La reacción de Fenton es adecuada y logra elevados porcentajes de remoción y degradación del colorante azo Tartrazina.
Abstract
Objective. To evaluate the degradation of Tartrazine dye by using the Fenton´s reagent. We aim to implement an advanced oxidation technology in order to remove the Tartrazine dye, which is widely used in food industry locally, nationally and internationally. Materials and methods. A randomized factorial experimental design was used, with a reactor composed of a glass recipient as a reservoir to store the problem sample and the reaction place for the degradation. Additionally, an internal mixing system was arranged to keep the solution homogeneous during the experimental period (two hours). An initial 100 mg/L concentration of Tartrazine was used, and the solution was kept at a 3.0 pH level. The dye´s degradation was determined by the use of UV/Visible spectrophotometry at a 425 nm wavelenghht. Results. The removal and degradation of the Tartrazine dye was achieved using different combinations of the Fenton´s reagent´s oxidation. The best removal percentage was, however, 99.3 % of the dye, by the combination of the Fenton´s reaction corresponding to 25 mg/L of Fe 3+ and 0,4 %v/v of the Hydrogen peroxide oxidation agent. Conclusion. Fenton´s reaction is adequate and achieves high removal and degradation percentages of the azo Tartrazine dye.

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• Publié le: 01 janvier 2009
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Extrait

Artículo original
Empleo del reactivo de Fenton para la degradación
del colorante Tartrazina*
Joan Amir Arroyave Rojas**, Luis Fernando Garcés Giraldo***, Julieta Mejía Trujillo****
Use of Fenton´s reagent to degrade theResumen
Tartrazine dye
Objetivo. Evaluar la degradación del colorante
AbstractTartrazina empleando la reacción de Fenton. Se bus-
ca implementar una tecnología de oxidación avan-
Objective. To evaluate the degradation of Tartrazinezada para la remoción del colorante Tartrazina, am-
dye by using the Fenton´s reagent. We aim topliamente utilizado en la industria de alimentos en el
implement an advanced oxidation technology in ordermedio local, nacional e internacional. Materiales y
to remove the Tartrazine dye, which is widely used inmétodos. Se empleó un diseño experimental factorial
food industry locally, nationally and internationally.aleatorizado con un reactor compuesto por una cuba
Materials and methods. A randomized factorial ex-de vidrio como reservorio, para el almacenamiento
perimental design was used, with a reactor composedde la muestra problema y el lugar para la reacción
of a glass recipient as a reservoir to store the problem
de degradación; adicionalmente, se dispuso de un
sample and the reaction place for the degradation.
sistema interno de mezcla para mantener la solu-
Additionally, an internal mixing system was arranged
ción homogénea en el periodo de experimentación,
to keep the solution homogeneous during the expe-
el cual se determinó en dos horas. Se utilizó una
rimental period (two hours). An initial 100 mg/L
concentración inicial de 100 mg/L del colorante
concentration of Tartrazine was used, and the solution
Tartrazina y se mantuvo la solución a un pH igual a
was kept at a 3.0 pH level. The dye´s degradation
3.0. La degradación del colorante, se determinó was determined by the use of UV/Visible
mediante el empleo de la espectrofotometría UV/Vi-
spectrophotometry at a 425 nm wavelenghht.
sible a una longitud de onda de 425 nm. Resulta- Results. The removal and degradation of the
dos. Se logró la remoción y degradación del colo- Tartrazine dye was achieved using different
rante Tartrazina empleando diferentes combinacio- combinations of the Fenton´s reagent´s oxidation. The
nes de oxidación del reactivo de Fenton, sin embar- best removal percentage was, however, 99.3 % of
go, el mejor porcentaje de remoción fue de 99,3 % the dye, by the combination of the Fenton´s reaction
3+mediante la combinación de 25 mg/L de Fe y 0,4 3+corresponding to 25 mg/L of Fe and 0,4 %v/v of the
%v/v del agente oxidante peróxido de hidrógeno. Hydrogen peroxide oxidation agent. Conclusion.
Conclusión. La reacción de Fenton es adecuada y Fenton´s reaction is adequate and achieves high
logra elevados porcentajes de remoción y degrada- removal and degradation percentages of the azo
ción del colorante azo Tartrazina. Tartrazine dye.
Palabras clave: Tartrazina, colorante azo, hierro (III), Key words: Tartrazine, azo dye, iron (III), hydrogen
peróxido de hidrógeno, industria de alimentos. peroxide, food industries.
____________________________
* Artículo derivado de la investigación: “Degradación del colorante Tartrazina mediante el reactivo de Fenton” realizada entre febrero y agosto
de 2008 y financiada por la Corporación Universitaria Lasallista.
** Ingeniero Sanitario, Candidato a Magíster en Ingeniería Ambiental.
*** Ingeniero Sanitario, Magíster en Ingeniería Ambiental, Especialista en Ingeniería Ambiental. Decano Facultad de Ingenierías, Corporación
Universitaria Lasallista. Director Grupo de Investigación GAMA. Correo electrónico: [e-mail]
****Estudiante Ingeniería Ambiental, Corporación Universitaria Lasallista. Semillero de Investigación en Gestión y Medio Ambiente SIGMA.
Grupo de Investigación GAMA.
REVISTA LASALLISTA DE INVESTIGACIÓN - Vol. 6 No. 1 27Emprego do reativo de Fenton para a concentração inicial de 100 mg/L do corante
degradação do corante Tartrazina Tartrazina e se manteve a solução a um PH igual a
3.0. A degradação do corante, determinou-se me-
Resumo diante o emprego da espectrofotometría UV/Visível
a uma longitude de onda de 425 nm. Resultados.
Objetivo. Avaliar a degradação do corante Tartrazina Se conseguiu a remoção e degradação do corante
empregando a reação de Fenton. Procura-se
Tartrazina empregando diferentes combinações de
implementar uma tecnologia de oxidação avançada
oxidação do reativo de Fenton, no entanto, a melhor
para a remoção do corante Tartrazina, o qual é
percentagem de remoção obtido foi de 99,3 % do
amplamente utilizado na indústria de alimentos a
corante mediante a combinação da reação de Fenton
nível local, nacional e internacional. Materiais e
correspondente a 25 mg/L de Fé 3+ e 0,4 %v/v dométodos. Empregou-se um desenho experimental
agente oxidante peróxido de hidrogênio. Conclusão.fatorial aleatorizado com um reator composto por uma
A reação de Fenton é adequada e consegue eleva-cuba de vidro, como reservorio para o armazena-
das percentagens de remoção e degradação domento da mostra problema e o lugar da reação de
corante azo Tartrazina.degradação; adicionalmente, dispôs-se de um siste-
ma interno de mistura para manter a solução homo-
génea no período de experimentação, o qual se Palavras chaves: Tartrazina, corante azo, ferro (III),
determinou em duas horas. Utilizou-se uma peróxido de hidrogênio, indústria de alimentos.
aguas residuales en nuestro país con conteni-Introducción
dos de este colorante.
La presencia de colorantes en los cuerpos de
La Tartrazina es un producto sintético de amplioagua tiene graves consecuencias ambientales.
espectro; en investigaciones recientes se ha tra-Por un lado, dificultan la difusión del oxígeno y
1 tado de generar productos sustitutos para dichola luz al tiempo que producen un aspecto an-
colorante debido a los posibles efectos secun-tiestético, y por otro son considerados como
darios en los seres humanos.persistentes en el ambiente debido a su natura-
leza química; ademas, algunos de sus precur-
Se recomienda a los titulares de productos cla-sores o subproductos son cancerígenos.
sificados como alimentos, cosméticos o medi-
camentos que contengan Tartrazina, procederLos colorantes azoicos poseen en su estructura
6-9a modificar el registro sanitario e incluir la ex-química un grupo (-N=N-) conjugado con ani-
presión ¨Contiene Tartrazina que puede produ-
llos aromáticos en ambos extremos y son los
cir reacciones alérgicas, tipo angioedema, asma,
2,3más usados en la industria . La Tartrazina po-
urticaria y shock anafiláctico¨, lo anterior, tenien-
4see los códigos E102 (UE) y Yellow 5 (FDA-
do en cuenta las disposiciones expuestas por la
5USA) y pertenece a esta familia de colorantes, sala especializada en medicamentos y produc-
es ampliamente utilizada en la industria alimen- tos biológicos de la comisión revisora dentro del
ticia y aunque es inocua en bajas concentracio- 8,9concepto emitido en el acta No 1 de 2007 .
nes, su ingestión en grandes cantidades puede
provocar reacciones alérgicas, como asma y La implementación de programas de producción
urticaria. También está relacionada con la más limpia, enmarcados en la disminución de
hiperquinesis en los niños y con tumores en la vertimientos y efluentes contaminantes y en es-
glándula tiroides, evidencias que han motivado pecial, la aplicación de tecnologías ambiental-
a países como Noruega y Austria a prohibir su 10mente sostenibles en los procesos industria-
4uso . les, reducen la demanda de bienes y servicios
ambientales en nuestros ecosistemas. Actual-
Así mismo, se observa un potencial riesgo en mente se encuentra en desarrollo la aplicación
aguas contaminadas con Tartrazina, la cual se de tecnologías de procesos avanzados de oxi-
11-18debe remover de los vertimientos de las indus- dación (POAs) , las cuales se basan en pro-
trias de alimentos. Este proyecto buscó el desa- cesos de destrucción de los contaminantes por
rrollo tecnológico de los procesos avanzados de medio de sustancias químicas, conocidas como
oxidación (POA´s) en la descontaminación de radicales libres hidroxilos, que tienen la propie-
28 REVISTA LASALLISTA DE INVESTIGACIÓN - Vol. 6 No. 1dad de ser altamente oxidantes; dichos radica- Materiales y métodos
les reaccionan con el contaminante y lo trans-
18-24forman en compuestos inocuos al ambiente . Se empleó un reactor compuesto por una cuba
de vidrio, que sirvió como reservorio para el al-
Existen varias tecnologías disponibles para el macenamiento de la muestra probl