77  
REVISTA INCAING  
ISSN 2448 9131  
Remediación fotocatalítica de vinazas de la  
industria mezcalera  
Gines Palestino Ruby Sheila1*, Montalvo Romero Carlos2, Gines Palestino Sinuhé3,  
Montalvo Salinas Daniel4, Sánchez Valeriano Nohemí5.  
1*Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana, Orizaba, Veracruz,  
México  
*ruby_gp@hotmail.com  
2Universidad Autónoma del Carmen/Facultad de Química Ciudad del Carmen, Campeche,  
México.  
3Instituto Tecnológico de Orizaba, Orizaba, Veracruz, México  
4Instituto Tecnológico Superior de Coatzacoalcos, Coatzacoalcos, Veracruz,  
México.  
5Universidad Nacional Autónoma de México, Juriquilla, Querétaro, México  
Resumen - Los líquidos residuales provenientes de la  
industria mezcalera, denominados vinazas provocan un  
serio cambio en el ecosistema cuando son descargadas en  
suelos o en mantos acuíferos, lo que se considera un grave  
problema ambiental por lo cual en este estudio se realizó la  
degradación de fenol y materia orgánica en vinazas de  
this study investigated the degradation of phenol and  
organic matter in mezcal vinazas using a disc photoreactor  
and titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles as a catalyst. As  
a first step, the physicochemical characterization of the  
vinazas was carried out to determine the initial  
concentration of contaminants. The results obtained from  
the characterization confirm their high organic load (DQOt  
of 103.17 g/L) and phenol concentration (1573.076 mg/L).  
After characterization, the vinasses were placed in the  
batch photoreactor at 80 RPM for 72 continuous hours  
using two different concentrations (high at 100% and low at  
10%). The degradation obtained after the photocatalytic  
process was 76.7% for phenol at high concentrations and  
81.26% at low concentrations. During the degradation  
process, intermediate compounds such as nitrophenols and  
hydroxyphenols were formed. The temperature and  
dissolved oxygen remained stable after 30 hours, favoring  
the photocatalytic process. During this research, the  
efficiency of the disc photoreactor for treating recalcitrant  
waste, such as mezcal vinasses, was highlighted.  
mezcal utilizando un fotorreactor de discos  
y
como  
catalizador nanopartículas de dióxido de titanio (TiO₂).  
Como primer paso se llevó a efecto la caracterización  
fisicoquímica de las vinazas para determinar la  
concentración inicial de los contaminantes, los resultados  
obtenidos de la caracterización comprueban su elevada  
carga orgánica (DQOt de 103.17 g/L) y concentración de  
fenol (1573.076 mg/L). Después de la caracterización las  
vinazas se colocaron en el fotorreactor batch a 80 RPM  
durante 72 horas continúas utilizando dos diferentes  
concentraciones (altas al 100% y bajas al 10%). La  
degradación obtenida después de realizar el proceso  
fotocatalítico fue del 76.7% de fenol para concentraciones  
altas y de 81.26 para concentraciones bajas, durante el  
proceso de degradación se presentó la formación de  
compuestos intermedios como nitrofenoles e hidroxifenoles.  
La temperatura y el oxígeno disuelto se mantuvieron  
estables después de 30 horas, favoreciendo el proceso  
fotocatalítico. Durante esta investigación, se destacó la  
eficiencia del fotorreactor de discos para el tratamiento de  
residuos recalcitrantes, como las vinazas de mezcal.  
Keywords: Catalyst, phenol, photocatalyst, reactor,  
vinasses mezcal.  
1. INTRODUCCIÓN  
El mezcal es un destilado mexicano elaborado a partir  
del agave y es uno de los licores más representativos de  
México a nivel internacional con denominación de  
origen bajo la norma oficial mexicana NOM-070-SCFI-  
2016. Los principales estados productores son: Durango,  
Guerrero, San Luis Potosí, Zacatecas, Guanajuato,  
Tamaulipas y Oaxaca, siendo este último el mayor  
productor de mezcal. En Oaxaca, el mezcal se produce  
Palabras clave: Catalizador, fenol, fotocatálisis, reactor,  
vinazas de mezcal.  
Abstract: Waste liquids from the mezcal industry, known  
as vinazas, cause serious changes to the ecosystem when  
they are discharged into soil or aquifers, which is  
considered a serious environmental problem. Therefore,  
REVISTAINCAING ISSN24489131 (Mayo - Junio 2026) pp 77 - 82  
78  
principalmente en el municipio de Matatlán, conocido  
como la «capital mundial del mezcal», ubicado en el  
distrito de Tlacolula (Terán-Bustamante et al., 2025). De  
acuerdo con el Consejo Mexicano Regulador de la  
Calidad del Mezcal (COMERCAM, https://comercam-  
dom.org.mx/), la producción de mezcal en el año 2024  
fue de 11,362,436 millones de litros, siendo Oaxaca el  
principal productor de mezcal aportando 90.70% del  
total de producción nacional.  
Por todo lo antes mencionado en esta investigación, se  
exploró la fotocatálisis heterogénea como una alternativa  
para la degradación de fenol y materia orgánica en  
vinazas de mezcal utilizando un reactor de discos y como  
catalizador dióxido de titano (TiO2).  
2. MARCO CONCEPTUAL  
El proceso del mezcal consta de cuatro etapas: cocción  
de los corazones de agave, molienda de los corazones  
La destilación es una de las operaciones principales de la  
producción de mezcal en la cual se generan las vinazas  
de mezcal como subproducto. Se estima que por cada  
litro de mezcal producido se generan de 8 a 14 litros. La  
composición de la vinaza de mezcal es variable, sin  
embargo, consiste principalmente de agua, sólidos  
disueltos, azúcares, compuestos no volátiles, compuestos  
fenólicos y polifenoles, además, son fuertemente ácidas  
(pH 4-5) y coloreadas (presencia de melanoidinas).  
Asimismo, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y  
el oxígeno químico (DQO) se encuentran en un rango de  
35 a 50 y de 100 a 150 g/L, respectivamente. Por lo tanto,  
las vinazas de mezcal han sido catalogadas como  
efluentes muy agresivos que pueden ocasionar graves  
problemas ambientales (Robles‐González et al., 2018).  
cocidos,  
fermentación  
del  
jugo  
o
mosto,  
y
destilación/rectificación Figura 1. En esta última etapa es  
donde se generan las vinazas de mezcal (Robles-  
González et al., 2012).  
El fenol es un compuesto aromático orgánico  
químicamente estable gracias a su anillo de benceno. Se  
ha catalogado como un contaminante de varias fuentes  
industriales que refleja un riesgo para sistemas acuáticos,  
además de su toxicidad aguda y crónica para la salud  
humana (Mumtaz et al., 2024). Recientemente se han  
investigado tecnologías para el tratamiento de aguas que  
contienen fenol, tal es el caso de los procesos de  
oxidación avanzada (POA). Estos procesos han resultado  
en una opción viable debido a su versatilidad y capacidad  
para remover contaminantes no biodegradables y de alta  
estabilidad química. Los PAO se basan en procesos  
fisicoquímicos que inducen la descomposición, la  
simplificación de la estructura química de las moléculas  
orgánicas y finalmente la mineralización (Antonopoulou  
et al., 2021).  
Figura 1. Proceso de producción de mezcal.  
Las vinazas de mezcal representan un problema  
ambiental al tener un alto contenido de fenol pues  
muchas empresas mezcaleras vierten las vinazas a ríos o  
suelos aumentando la salinidad de los mantos acuíferos y  
reducción de la porosidad del suelo (Juárez-López et al.,  
2025).  
La fotocatálisis heterogénea se ha empleado para el  
tratamiento de aguas residuales ya que tiene la capacidad  
de mejorar la oxidación de numerosos compuestos  
orgánicos (Mumtaz et al., 2024) por lo que podría ser  
una opción prometedora para la remoción de compuestos  
presentes en las vinazas de mezcal como lo es el fenol.  
Existe una amplia variedad de fotocatalizadores; sin  
embargo, el catalizador más utilizado es el TiO2 debido  
a su alta eficiencia y alto poder de oxidación, además de  
ser un material económico, fácil de sintetizar y muy  
Diversas estrategias han sido empleadas para el  
tratamiento de vinazas, incluyendo procesos biológicos  
como  
digestión  
anaerobia,  
fermentación  
oscura,  
tratamiento fúngico y compostaje. No obstante, la  
presencia de compuestos fenólicos ha sido considerado  
como una limitante en procesos biológicos debido a las  
afectaciones que tiene sobre los microorganismos  
participantes en el proceso. En cuanto a tratamientos  
fisicoquímicos, la oxidación Fenton ha logrado remover  
hasta el 93 % de la DQO; sin embargo, los compuestos  
fenólicos persisten. La ozonización ha demostrado  
remover sustancias recalcitrantes y materia orgánica, sin  
embargo, es un tratamiento no redituable debido a los  
altos costos de operación (Robles-González et al., 2012).  
estable  
químicamente  
y
fotoquímicamente  
(Antonopoulou et al., 2021).  
REVISTAINCAING ISSN24489131 (Mayo - Junio 2026) pp 77 - 82  
79  
3. OBJETIVOS  
3.1 Objetivo general  
Evaluar la eficiencia de la fotocatálisis heterogénea  
mediante nanopartículas de dióxido de titanio (TiO₂) en  
un fotorreactor de discos para la degradación de fenol y  
de materia orgánica contenidos en vinazas de mezcal  
provenientes de la región de Matatlán, Oaxaca.  
Figura 2. Metodología experimental  
3.2 Objetivos específicos  
4.1 Materiales  
1. Caracterizar fisicoquímicamente las vinazas de  
mezcal determinando parámetros como pH, sólidos  
suspendidos totales y volátiles, demanda química de  
oxígeno (DQO) y concentración inicial de fenol, con  
la finalidad de establecer el grado de contaminación  
del efluente.  
Las vinazas fueron proporcionadas por una mezcalera de  
la región de Matatlán del estado de Oaxaca. Se utilizaron  
los siguientes reactivos grado analítico: Nanopartículas  
de Dioxido de Titanio Degussa p25 ([TiO2], Merck,  
≥99,5 %), Fenol Folin-ciocalteu (Hycel), para la  
preparación de soluciones se utilizó agua destilada  
([H2O], Hycel).  
2. Implementar un sistema de fotorreactor de discos a  
escala de planta piloto, operando en régimen batch a  
80 RPM durante 72 horas continuas, para llevar a  
cabo el proceso de fotocatálisis heterogénea con  
TiO₂ como catalizador.  
4.2 Caracterización de las vinazas de mezcal  
Las vinazas fueron tomadas de las descargas finales del  
proceso de la elaboración de mezcal, las muestras se  
recolectaron en frascos ámbar y se almacenaron a una  
temperatura de 4 °C para evitar su fermentación y  
3. Analizar la cinética de degradación del fenol  
mediante el seguimiento de su concentración a  
intervalos de tiempo específicos (0, 1, 2, 3, 5, 9, 17,  
25, 33, 41, 49, 57, 65 y 72 horas), determinando el  
porcentaje de remoción alcanzado al final del  
tratamiento.  
descomposición.  
Se  
realizó  
la  
caracterización  
fisicoquímica con el fin de determinar la composición de  
las vinazas para su posterior tratamiento. El pH se midió  
por medio de un potenciómetro, el contenido de sólidos  
suspendidos totales y volátiles se determinó de acuerdo  
con la NMX-AA-034-SCFI-2001, mientras que la  
demanda química de oxígeno (DQO) se realizó mediante  
la técnica descrita en la NMX-AA-030/1-SCFI-2012.  
Finalmente, la concentración de fenol se determinó  
mediante colorimetría con el reactivo de Folin-Ciocalteu.  
4. Analizar la degradación de la materia orgánica  
mediante el seguimiento de su concentración a  
intervalos de tiempo específicos (0, 1, 2, 3, 5, 9, 17,  
25, 33, 41, 49, 57, 65 y 72 horas), determinando el  
porcentaje de degradación alcanzado al final del  
tratamiento.  
4.3 Corridas de degradación de fenol  
5. Evaluar la influencia de parámetros operacionales,  
como la temperatura y la concentración de oxígeno  
Se realizaron 2 corridas experimentales para degradar  
fenol a altas y bajas concentraciones, con el fin de  
evaluar el comportamiento del catalizador: vinazas sin  
dilución, directamente de la última descarga del proceso,  
y vinazas diluidas en agua al 10%. Para llevar a cabo la  
degradación, se colocaron 4 litros de vinazas en el  
fotorreactor de discos mostrado en la Figura 3.  
disuelto,  
sobre  
la  
eficiencia  
del  
proceso  
fotocatalítico, estableciendo su correlación con la  
degradación de fenol.  
4. MATERIALES Y MÉTODOS  
La reacción se llevó a cabo durante 72 horas continuas a  
80 RPM. Se tomaron muestras a las 0, 1, 2, 3, 5, 9, 17,  
25, 33, 41, 49, 57, 65 y 72 h de reacción para dar  
seguimiento a la remoción de fenol (%), temperatura  
(°C), oxígeno disuelto (mg/L) y al comportamiento  
reológico, con la finalidad de seguir el comportamiento  
fenomenológico de las vinazas de mezcal durante el  
proceso fotocatalítico (Gines-Palestino et al., 2020).  
En el siguiente apartado se describen los materiales y  
métodos para la realización de esta investigación  
experimental cuantitativa, exploratoria. En la Figura 2 se  
describe la metodología seguida.  
REVISTAINCAING ISSN24489131 (Mayo - Junio 2026) pp 77 - 82  
80  
En la Figura 4 se observa la influencia de la temperatura  
con respecto al oxígeno disuelto, es decir a menor  
temperatura mayor cantidad de oxígeno disuelto se  
encuentra presente en el seno de la reacción  
Fig. 3. Esquema del fotorreactor de discos  
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN  
Figura 4. Remoción de fenol en función del tiempo  
En el siguiente apartado se presentan los resultados de la  
investigación experimental, desde la caracterización de  
las vinazas de mezcal hasta la remoción de fenol.  
En la Figura 5 se observa un aumento de temperatura  
durante las primeras horas del proceso fotocatalítico,  
después de las 30 horas la temperatura se logró mantener  
constante al igual que la cantidad de oxígeno disuelto lo  
cual favoreció la remoción de fenol en las vinazas de  
mezcal.  
5.1 Resultados de la caracterización  
Las vinazas presentan un pH ácido (4.07), lo cual es  
favorable para los procesos fotocatalíticos, ya que se ha  
determinado que favorece una mayor degradación de los  
compuestos fenólicos (Montalvo et al., 2022). Asimismo,  
los contenidos de sólidos suspendidos totales y volátiles  
obtenidos fueron de 29.155 g/L  
y
27.398 g/L,  
respectivamente. La concentración total de DQO resultó  
en 103.17 g/L. De acuerdo con el contenido total de  
DQO presente, las vinazas pueden ser catalogadas como  
un residuo con alto potencial de contaminación, pues  
rebasan los límites máximos permisibles de DQO (0.32  
g/L) (Ley de Aguas, 2016). De igual forma, se corrobora  
el potencial contaminante mediante la concentración de  
fenol presente en las vinazas, la cual fue de 1573.076  
mg/L, concentración que supera el límite máximo  
permisible de fenol en la descarga de aguas residuales  
(0.75 mg/L) (Gines-Palestino et al., 2020).  
Figura 5. Relación entre oxigeno disuelto y temperatura  
(100%-80 rpm)  
5.3 Resultados de la degradación de fenol en las vinazas  
de mezcal (10%-80 rpm)  
5.2 Resultados de la degradación de fenol en las vinazas  
de mezcal (100%-80 rpm)  
La Figura  
6
muestra el comportamiento de la  
En la Figura 3 se puede observar la corrida de  
degradación de fenol con las vinazas tomadas  
directamente de la última etapa del proceso de la  
elaboración de mezcal sin dilución alguna, podemos  
apreciar que existe una disminución de la concentración  
de fenol durante las primeras 10 h, posteriormente  
aumenta la concentración ocasionada por la formación de  
compuestos intermedios (nitrofenoles e hidroxifenoles  
como hidroquinona y hesorcinol) (Gines-Palestino et al.,  
2020), el porcentaje de remoción fue de 76.7% después  
de 72 h.  
concentración de fenol durante la corrida de remoción  
bajo las condiciones de operación de 10% - 80 rpm. Se  
puede observar que, al igual que en la corrida anterior,  
durante las primeras 30 horas de operación aumentó la  
concentración de fenol; esto se debe a la presencia de  
compuestos intermediarios, que siguen el mismo  
comportamiento de remoción que el reportado por otros  
autores.  
REVISTAINCAING ISSN24489131 (Mayo - Junio 2026) pp 77 - 82  
81  
Durante las siguientes horas del proceso fotocatalítico, se  
observó una rápida disminución de la concentración de  
fenol, debido al mecanismo de oxidación favorecido por  
el radical hidroxilo generado por la reacción entre la capa  
de TiO2 y el agua del medio, con la activación del  
fotocatalizador por la radiación UV. El porcentaje de  
remoción obtenido fue de 81.26 % superando el  
porcentaje de remoción obtenido bajo las condiciones de  
operación de 100%- 80 rpm.  
Figura 8. Remoción de materia orgánica en función del  
tiempo (100%- 80 rpm)  
5.5 Análisis de la remoción de materia orgánica 10% - 80  
rpm  
En la Figura 9 se observa el comportamiento de remoción  
de materia orgánica bajo las condiciones de operación  
10%-80 rpm. Se observa una tendencia de decaimiento en  
la disminución de la carga orgánica, la cual coincide con  
el comportamiento de la curva de remoción de fenol  
correspondiente a las Figuras 4 y 6. El porcentaje de  
remoción de materia orgánica alcanzado después de las  
72 horas de operación fue de 83.72%.  
Figura 6. Remoción de fenol en función del tiempo (10%-  
80%)  
En la Figura 7 se observa un aumento de temperatura  
durante las últimas horas del proceso fotocatalítico lo cual  
no influyo en los los porcentajes de remoción siendo el  
oxígeno disuelto el reactivo limitante para que se lleve a  
cabo dicho proceso.  
Figura 9. Remoción de materia orgánica en función del  
tiempo (10%- 80 rpm)  
Figura 7. Relación entre oxigeno disuelto y temperatura  
(10%-80 rpm)  
5.4 Análisis de la remoción de materia orgánica 100% -  
80  
6. CONCLUSIONES  
El presente estudio demostró que la fotocatálisis  
heterogénea, utilizando como catalizador nanopartículas  
de TiO₂ en un fotorreactor de discos, constituye una  
alternativa eficiente para el tratamiento de vinazas  
provenientes de la industria mezcalera, caracterizadas por  
su alta carga orgánica y elevada concentración de  
compuestos fenólicos. La caracterización fisicoquímica  
inicial confirmó el alto potencial contaminante de este  
La Figura 8 muestra el comportamiento de remoción de  
materia orgánica, se puede observar un ligero aumento de  
DQOT después de las primeras 10 horas de remoción, la  
curva retoma su decaimiento después de las 30 horas de  
operación, el porcentaje de remoción obtenido a las 72  
horas de operación fue de 77.24%.  
REVISTAINCAING ISSN24489131 (Mayo - Junio 2026) pp 77 - 82  
82  
residuo, al obtener valores elevados de DQO (103.17 g/L)  
y concentración de fenol (1573.076 mg/L), los cuales  
superan los límites permisibles establecidos para  
descargas de aguas residuales industriales.  
REFERENCIAS  
Los resultados experimentales mostraron que el proceso  
fotocatalítico permitió alcanzar remociones significativas  
de fenol, con valores de 76.7 % para vinazas sin dilución  
y 81.26 % para vinazas diluidas al 10 %, así como  
porcentajes de reducción de materia orgánica de hasta  
83.72 %. Estos resultados evidencian que la dilución del  
efluente favorece la eficiencia del proceso, probablemente  
debido a una mayor disponibilidad de especies reactivas y  
a una menor interferencia de compuestos orgánicos  
complejos en la superficie del catalizador.  
1. Antonopoulou, M., Kosma, C., Albanis, T.,  
&
of  
Konstantinou,  
I.  
(2021).  
An  
overview  
homogeneous and heterogeneous photocatalysis  
applications for the removal of pharmaceutical  
compounds from real or synthetic hospital  
wastewaters under lab or pilot scale. Science of The  
Total  
Environment,  
765,  
144163.  
https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2020.144163.  
2. Gines-Palestino, R., Oropeza-De la Rosa, E.,  
Montalvo-Romero, C., & Cantú-Lozano, D. (2020).  
Rheokinetic and efectiveness during the phenol  
removal in mescal vinasses with a rotary disks  
photocatalytic reactor (RDPR). Revista Mexicana de  
Ingeniería Química, 19(2), 639-652.  
Asimismo, se observó que la estabilidad de la temperatura  
y
la concentración de oxígeno disuelto, influyen  
directamente en el desempeño del sistema fotocatalítico.  
Durante el proceso, también se detectó la formación de  
compuestos intermedios derivados de la oxidación parcial  
del fenol. En conjunto, los resultados obtenidos  
confirman el potencial del TiO₂ soportado en los discos  
del fotorreactor como tecnología prometedora para el  
tratamiento de efluentes recalcitrantes generados por la  
industria mezcalera.  
3. Juárez-López, C. R., Caballero-Caballero, M., Chiñas-  
Castillo, F., Alavéz-Ramírez, R., Bernabe, J. L. M.,  
Güereca-Hernández, L. P.,  
&
Rivera-Huerta, A.  
(2025). Environmental impact of mezcal production:  
assessing bagasse valorization and vinasse treatment  
for a circular economy approach. International Journal  
of  
Life  
Cycle  
Assessment.  
https://doi.org/10.1007/s11367-025-02496-x.  
4. Ley de Aguas. (2016). Nacionales y su Reglamento.  
5. Montalvo, C., Gines, R. S., Cantu, D., Ruiz, A.,  
Aguilar, C. A., Perez, I., & Ceron, R. M. (2022).  
Fluidized bed photoreactor for the removal of  
acetaminophen and pyridine using Al-doped TiO2  
supported on alumina. Iranian Journal of Catalysis,  
12(3).  
No obstante, para incrementar la eficiencia del proceso y  
lograr una mineralización más completa de los  
contaminantes, en trabajos futuros se realizará el dopaje  
del catalizador, así como su integración con otros  
procesos de oxidación avanzada, a fin de minimizar la  
formación de subproductos intermedios y facilitar su  
aplicación a escala industrial.  
6. Mumtaz, F., Li, B., Al Shehhia, M. R., Feng, X., &  
Wang, K. (2024). Treatment of phenolic-wastewater  
by hybrid technologies: A review. Journal of Water  
Process  
https://doi.org/10.1016/J.JWPE.2023.104695  
7. Robles-González, V., Galíndez-Mayer,  
Engineering,  
57,  
104695.  
J.,  
Rinderknecht-Seijas, N., & Poggi-Varaldo, H. M.  
(2012). Treatment of mezcal vinasses: A review.  
Journal  
of  
Biotechnology,  
157(4),  
524–546.  
https://doi.org/10.1016/J.JBIOTEC.2011.09.006  
8. Robles‐González, V., Poggi‐Varaldo, H. M.,  
Galíndez‐Mayer, J.,  
&
Ruiz‐Ordaz, N. (2018).  
Combined Treatment of Mezcal Vinasses by  
Ozonation and Activated Sludge. Water Environment  
Research,  
90(11),  
1985–1996.  
https://doi.org/10.2175/106143017x15054988926433  
9. Terán-Bustamante, A., Leyva-Hernández, S. N., &  
Martínez-Velasco, A. (2025). Knowledge and  
innovation management model in the mezcal industry  
in  
Mexico.  
Heliyon,  
11(3),  
e42032.  
https://doi.org/10.1016/J.HELIYON.2025.E42032  
REVISTAINCAING ISSN24489131 (Mayo - Junio 2026) pp 77 - 82