Obtención de polímeros de almidón.

Universidad Técnica de Manabí / Facultad de Ciencias Físicas, Matemáticas y Químicas / Ingeniería Química

Obtención de bioplástico a partir del almidón presente en cáscaras de banano

Gema Alexandra Anchundia Vélez (gemiss_95@yahoo.com)

Junio, 2016

El consumo mundial de plásticos pasó de 10 millones de Tm a 60 millones de Tm en los últimos 38 años (José M Arandes, 2004). En Ecuador, solo el 28% de los residuos plásticos son dispuestos en rellenos sanitarios (Miguel Osejos, 2015). Los plásticos son derivado del petróleo, perjudiciales al medio ambiente por su largo tiempo de degradación, a su vez, la escasez y encarecimiento del petróleo promueven el desarrollo de nuevos materiales independientes de combustibles fósiles (Red de Energía y Medio Ambiente, 2011). El reemplazo de los plásticos no degradables por biopolímeros degradables sería una solución (Alejandra de Almeida, 2004). El plátano presenta almidón en la cáscara, 12.78 g por cada 100 g de cáscara húmeda y en base seca del 39.89% (J. Lopez, J. Cuarán, L. Arenas, L. Florez, 2014) En las bananeras, cerca del 95% de los residuos que se generan del plátano no se aprovechan eficientemente por el cultivador (Raul Fernandez, 2013). En respuesta a esta problemática, el siguiente contexto es una revisión sobre las diversas alternativas para obtener bioplástico a partir del almidón presente en la cáscara de plátano como residuo orgánico.

Ante la problemática expuesta, se describen los métodos de producción de bioplásticos de almidón. A nivel industrial, se utiliza un mezclador mecánico con temperaturas entre 45 °C y 60 °C, posteriormente se trabaja en tres equipos: un molino abierto, una inyectora y una prensa de vulcanización. En el molino se obtienen láminas que luego se convierten a gránulos y son llevados a la inyectora, con volumen de inyección de 4 cm3, potencia de 2,9 Kw y presión de inyección de 2.650 kgf/cm2. En el interior de la inyectora se trabajan temperaturas de 120 °C, 150 °C y 180 °C. Finalmente en la prensa, se fabrican las placas del polímero, a 100 bares  con temperatura entre 60 °C y 90 °C, las cuales permanecen allí en un tiempo de 8 minutos (Juliana Meneses, 2007). Tendencias actuales demuestran que el microorganismo Azotobacter chroococcum cepa PHA,CECT 4435 es capaz de formar biopolímero, para ello utiliza procesos realizados en fermentadores aeróbicos y en sistema en batch de 20 l de capacidad a 28◦C, pH 7.2 y tasa de aireación de 0,1 volumen de aire por volumen de medio en el fermentador por minuto. Los medios de cultivo requieren N2 o acetato amónico como fuente de nitrógeno. La cepa hiperproductora se desarrolla en periodos de 18 - 24 horas, alcanzándose los rendimientos máximos de producción de PHA en periodos de tiempo comprendidos entre 48 y 72 horas. Por otro lado, la plastificación del gránulo de almidón se obtiene por acción de los plastificantes como agua, glicerina o glicerol  (Villada Hector S., 2007). Experimentos realizados para mejorar la calidad del bioplástico de cáscaras de plátano sugieren el uso de  metabisulfito de sodio como aditivo plastificante. (Elif, 2013). Se ha demostrado que la celulosa puede alcanzar hasta un 91.22% de degradación, calculado por el método de CO2 producido, y el tiempo de degradación va desde 45 a 60 días (José Saul Obergoso Lopez, 2015).  

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