Extracción e incorporación de micropartículas de bagazo de fique en un material espumado obtenido a partir de almidón de yuca

Abstract

La acumulación indiscriminada de materiales de desecho de origen petroquímico, ha impulsado investigaciones que conllevan a obtener materiales amigables con el ambiente empleando materias primas renovables. La presente tesis tuvo como objetivo el establecimiento de las condiciones de proceso para la extracción de micropartículas de bagazo de fique y la evaluación del efecto de su incorporación en un material espumado obtenido a partir de almidón de yuca.

La extracción de las micropartículas se realizó mediante un proceso de hidrólisis con ácido sulfúrico empleando bagazo de fique previamente acondicionado. Para determinar las condiciones del proceso, se corrió un diseño factorial 33 en el que se evaluó la concentración de ácido (5, 10 y 15%), la temperatura (70, 80 y 90°C) y el tiempo (3, 5 y 7h) de hidrólisis, obteniéndose efecto significativo sobre las propiedades morfológicas, químicas y térmicas destacándose grupos funcionales, morfología, color y temperaturas de degradación y fusión característicos de la celulosa, siendo 10%, 70°C y 7h las condiciones que permitieron obtener el menor tamaño de partícula.

Para determinar el efecto de la incorporación de las micropartículas sobre las propiedades de las espumas, se evaluó un diseño unifactorial con cinco niveles de concentración de micropartículas (0,0; 0,5; 0,75; 1,0 y 1,25%) en la mezcla de obtención de espuma, encontrando efecto significativo en las propiedades de índice de expansión, densidad, compresibilidad y absorción de agua, siendo el tratamiento 0,75% el que presentó destacadas propiedades con respecto a los demás tratamientos. Lo cual indica que el bagazo de fique en concentraciones adecuadas tiene potencial de aprovechamiento en la producción y mejora de las propiedades de espumas a base de almidón.

The indiscriminate accumulation of waste materials of petrochemical origin has prompted research that leads to obtaining environmentally friendly materials using renewable raw materials. The objective of this thesis was to establish the process conditions for the extraction of microparticles of fique bagasse and the evaluation of the effect of their incorporation in a foamed material obtained from cassava starch.

The extraction of the microparticles was carried out by means of a hydrolysis process with sulfuric acid using previously conditioned fique bagasse. To determine the process conditions, a 33 factorial design was run in which the acid concentration (5, 10 and 15%), temperature (70, 80 and 90 ° C) and time (3, 5 and 7h) of hydrolysis, obtaining a significant effect on the morphological, chemical and thermal properties, highlighting functional groups, morphology, color and degradation and melting temperatures characteristic of cellulose, with 10%, 70 ° C and 7h being the conditions that allowed obtaining the smallest size of particle.

To determine the effect of the incorporation of the microparticles on the properties of the foams, a unifactorial design was evaluated with five levels of concentration of microparticles (0.0, 0.5, 0.75, 1.0 and 1.25%) in the mixture for obtaining foam, finding a significant effect on the properties of expansion index, density, compressibility and water absorption, being the 0.75% treatment the one that presented outstanding properties with respect to the other treatments. This indicates that fique bagasse in adequate concentrations has potential for use in the production and improvement of the properties of starch-based foams.