Biodegradación de fenol empleando microorganismos inmovilizados

Abstract

La biotecnología es una herramienta muy útil y ampliamente utilizada en el sector industrial. En el ambiente dinámico y cambiante de hoy en día es necesario limitar las emisiones de contaminantes, en especial aquellos, que como el fenol, representan un altísimo riesgo para todos los seres vivos. Esta investigación estudió la oportunidad de emplear microorganismos específicos para la biodegradación de fenol Para este estudio se utilizó una solución en la cual además de una serie de sales minerales, se incluyó el fenol como única fuente de carbono, a diferentes concentraciones a nivel de frascos de 250 mL. Se evaluaron dos cepas bacterianas autóctonas Acinetobacter sp. y Stenotrophomonas maltophylia.; se encontró que a este nivel la segunda de ellas podía degradar con mayor velocidad el fenol y en consecuencia se utilizó en el resto de la experimentación. Se caracterizó su cultivo por carga, obteniéndose como constantes cinéticas los siguientes valores: μm = 0,2318 h-1 y Ki = 829,54 mg/L en un medio con concentraciones de fenol entre 324 mg/L y 733 mg/L. Se determinó la presencia de un efecto inhibitorio por parte del sustrato a partir de 733 mg/L. Posteriormente, y utilizando nylon 6 como soporte, se inmovilizó sobre partículas cilíndricas de 2,68 mm de diámetro y 2,76 mm de altura. El biocatalizador obtenido demostró que podía degradar el fenol con mayor eficiencia que el cultivo suspendido del mismo microorganismo. Para llevar a cabo esta etapa se trataron las partículas de nylon con HCl 3M durante 12 h a 30 °C y 200 rpm de agitación orbital, una vez lavado con agua destilada se trató con una solución de glutaraldehido al 12% v/v diluido en buffer de borato pH = 9 y a lo largo de un tiempo de contacto de 1 hora a 54 °C. Posteriormente, se adicionó la suspensión del cultivo microbiano suspendido en un buffer de fosfato, pH = 7,0 y midieron la concentración celular antes y después del proceso con el fin de identificar la biomasa adherida. La actividad catalítica de la preparación inmovilizada fue evaluada a lo largo de 11 días en un reactor de lecho fluidizado de tres fases, el cual constó de una sección cilíndrica constante de 1,48 m de altura por 10,16 cm de diámetro interno. Se obtuvo una remoción máxima del 21,70 %, empleando 2.000 gramos de biocatalizador con un flujo del líquido de 3,48 mL/s, una concentración inicial de fenol de 624,50 ppm y un flujo de aire de 86,29 mL/s (40 psig; 23,7 ºC), Los análisis efectuados indican que el reactor presentaba un régimen de flujo tipo pistón.