Elaboración de tintas naturales y renovables para impresión 2D en biopapeles comestibles de quitosano/alginato/proteínas de quínoa

Abstract

La fabricación de tintas de impresión tradicionalmente implica recursos renovables, como colofonía y aceites vegetales, sin embargo, la mayoría de las formulaciones de tinta consisten en un alto grado de componentes de materia prima petroquímica, lo que resulta en un impacto ambiental considerable. Durante los últimos años, más tintas se incorporaron al mercado con compuestos de recursos renovables. El objetivo de esta tesis fue diseñar, elaborar y caracterizar tintas para impresión que contengan colorantes naturales. Evaluar la aplicación de la tinta través de la impresión de un código QR en biopapeles de quitosano/alginato y proteínas de quínoa recubiertos con una resina hidrofóbica. Las tintas se caracterizaron a través de propiedades físicas como viscosidad, tensión superficial, densidad, sedimentación de sólidos y color. Se elaboraron tintas naturales con colorantes de remolacha, zanahoria negra y ácido carmínico a distintas concentraciones 10, 15, 20, 30 y 50 % p/v y se prepararon con una solución acuosa con glicerina al 10 y 20 %v/v. Se caracterizaron las tintas midiendo su viscosidad cinemática, tensión superficial, densidad, color y sedimentación de sólidos. Los resultados mostraron que la viscosidad cinemática, tensión superficial y densidad presentaban los siguientes valores para el ácido carmínico líquido 1,19-1,29 mm2s⁄, 38,6-45 mN/m, 1,021-1,027 g/ml respectivamente, cumpliendo con los parámetros esperados para tintas comerciales. Los sedimentos de las tintas poseían un porcentaje significativamente menor (0,71% el más alto) al presentado por la tinta comercial (3,15%), también se midió el color de las tintas para poder representarlas gráficamente. Entre las tintas caracterizadas se seleccionó el ácido carmínico (líquido) como colorante para la elaboración de las tintas a una concentración de 50% p/v y con una solución acuosa de glicerina al 10 %v/v, se utilizó para imprimir los biopapeles de alginato/quitosano y proteínas de quínoa, la impresión se realizó 2 veces para aumentar la intensidad de la impresión en la película y luego ésta fue recubierta por una resina hidrofóbica. Se imprimió un código QR a través de una impresora de inyección térmica, el cual presenta una breve descripción de los beneficios del consumo de arándanos y su tabla de información nutricional en biopapeles de quitosano/alginato y proteínas de quínoa con recubrimiento hidrofóbico

The manufacture of printing inks traditionally involves renewable resources, such as rosin and vegetable oils, however, most ink formulations consist of a high degree of petrochemical raw material components, resulting in a considerable environmental impact. In recent years, more inks were incorporated into the market with renewable resource compounds. The objective of this thesis was to design, elaborate and characterize printing inks containing natural dyes. Evaluate the application of the ink through the printing of a QR code on the chitosan / alginate biopapers and quinoa proteins coated with a hydrophobic resin. The inks were characterized by physical properties such as viscosity, surface tension, density, sedimentation of solids and color. Natural inks were made with beet dyes, black carrots and carminic acid at different concentrations 10, 15, 20, 30 and 50% w/v and prepared with an aqueous solution with 10 and 20% v/v glycerin. The inks were characterized by measuring their kinematic viscosity, surface tension, density, color and sedimentation of solids. The results showed that the kinematic viscosity, surface tension and density had the following values for the liquid carmine acid 1.19-1.29 mm2s⁄, 38.6-45 mN/m, 1.021-1.027 g/ml respectively, complying with the expected parameters for commercial inks. The sediments of the inks had a significantly lower percentage (0.71% the highest) than that presented by commercial ink (3,15%), the color of the inks was also measured to be able to represent them graphically. Among the characterized inks, the carmine acid (liquid) was selected as a dye for the preparation of the inks at a concentration of 50% w/v and with a 10% v/v aqueous glycerin solution, it was used to print the alginate biopapers/chitosan and quinoa proteins, printing was done twice to increase the intensity of printing on the film and then it was coated with a hydrophobic resin. A QR code was printed through a thermal injection printer, which presents a brief description of the benefits of blueberry consumption and its nutritional information table on chitosan/alginate biopapers and quinoa proteins with hydrophobic coating