Natural mediators for indigo carmine dye removal with immobilized laccase in polyacrylic film

Abstract

Este trabajo presenta un nuevo material polimérico en forma de película (FLAC) que contiene la enzima lacasa inmovilizada mediante enlaces diazo, diseñado para la degradación del colorante índigo carmín, el cual es altamente tóxico y se encuentra comúnmente en las aguas residuales de la industria textil. La inmovilización de la enzima en la película se caracterizó mediante SEM, FT-IR, DSC, TGA y EDXS.

La degradación del colorante por FLAC se inicia en presencia de un mediador debido al alto potencial redox del colorante. Se evaluaron seis mediadores naturales (ácido ferúlico, siringaldazina, guayacol, eugenol, timol y ácido p-cumárico), y se logró la degradación completa del colorante en 180 min, con una concentración de mediador de 1 ppm (siringaldazina) y una concentración de colorante de 10 ppm.

Una novedad de este estudio es el corto tiempo de exposición de la solución colorante-mediador a FLAC (15 min), lo que permitió que el proceso de degradación continuara de forma autónoma tras retirar la película. Además, se observó que el material fue más efectivo en presencia de productos de lavado textil, alcanzando más del 99 % de degradación en 40 min, superando su eficacia en agua destilada.

En cuanto a la reutilización, el material mantuvo más del 90 % de su actividad después de cinco ciclos de uso y lavado. El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) y el Análisis Tecnoeconómico (ATE) identificaron palancas clave para la viabilidad tecnoeconómica y ambiental: reducir el tiempo de ciclo (medios con tensioactivos), maximizar la reutilización y el volumen/concentración por ciclo, implementar la recuperación de disolventes y la descarbonización energética, estableciendo así una hoja de ruta para un escalado sostenible.