Aislamiento de micro y nanofibras de celulosa, a partir de residuos

V SEMINARIO INTERNACIONAL EN
MEDIO AMBIENTE, BIODIVERSIDAD Y
DESARROLLO
V SEMINARIO DE QUIMICA
APLICADA PARA LA AMAZONIA
Aislamiento de micro y nanofibras de celulosa, a partir de residuos
agrícolas de caña de azúcar.
Angie Hermidaa, Jaime Mosquerab, Cesar Ramosc, Mauricio Espitiad*
a,b,c,d Universidad
de la Amazonia, Florencia, Colombia.
Email: a [email protected], b [email protected], c [email protected], d h.espitia.udla.edu.co*
Resumen
Las fibras naturales están constituidas por biopolímeros de celulosa, unidos entre sí por
capas delgadas de hemicelulosa y lignina. La celulosa posee dos características muy
importantes: alta resistencia mecánica y biodegradabilidad. Estas dos propiedades
convierten a la celulosa en un recurso de alto valor, con diversas aplicaciones industriales.
La celulosa es un polímero lineal de monómeros de D-glucosa enlazadas entre sí a través
de uniones 1,4’-β-D-glicosídicas. Las cadenas de celulosa están condensadas de manera que
forman microfibras compactas, estabilizadas a través de interacciones
inter e
intramoleculares del tipo puente de hidrógeno, lo cual explica la alta resistencia mecánica
que presentan los tallos de las plantas.
En Colombia el sector agrícola produce anualmente grandes cantidades de residuos en la
industria de procesamiento de caña azúcar; a estos residuos no se les da una disposición
final adecuada, generando problemas de
contaminación ambiental.
Con base en el
contexto descrito, la presente investigación tuvo como objetivo la extracción de micro y
nanofibras de celulosa a partir de residuos agrícolas de caña de azúcar producidos en la
ciudad de Florencia, mediante tratamientos químicos.
V SEMINARIO INTERNACIONAL EN
MEDIO AMBIENTE, BIODIVERSIDAD Y
DESARROLLO
V SEMINARIO DE QUIMICA
APLICADA PARA LA AMAZONIA
Las micro y nanofibras de celulosa se aislaron de residuos de caña de azúcar mediante la
metodología representada en la figura 1.
Residuos 2-3 mm
Extracción de grasas
Lavado
Lignina
Blanqueamiento
(Oxidación de lignina)
Tratamiento Alcalino
(Hidrólisis de hemicelulosa)
Lavado, secado
Hemicelulosa
Hidrólisis Ácida
nanocelulosa
Figura 1. Diagrama del proceso de extracción de micro y nanofibras de celulosa.
Mediante análisis bromatológico se encontró que el porcentaje de celulosa contenido
presente en el residuo de caña de azúcar fue de 41%. Los cambios estructurales presentados
por los residuos de caña durante la
extracción de n anofibras de celulosa se analizarón
mediante espectroscopia infrarroja (IR). Se evidenció la remoción total de la lignina, con
base en la señal en el IR a1430 cm-1 característica de grupos metoxi (CH3O-Ar) de la lignina,
la cual desaparece posterior al tratamiento de blanqueamiento, donde se da la oxidación de
lignina y posterior hidrólisis.
Mediante análisis por microscopia electrónica de barrido se pudo evidencia r el cambio en
la morfología del tejido vegetal del residuo de caña de azúcar, en cada etapa de los
tratamientos químicos y en el aislamiento de microfibrillas de celulosa.
Palabras Claves: Nanofibras; Celulosa; Residuos agrícolas.