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Práctica No. 3 ELABORACIÓN DE BIOPLÁSTICOS A
PARTIR DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES
Biotecnología (Universidad Simón Bolivar (México))
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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
Facultad de Ciencia y Tecnología
Lic. en Biología
Biotecnología
6to Semestre
Práctica No. 3
ELABORACIÓN DE BIOPLÁSTICOS A PARTIR DE RESIDUOS
AGROINDUSTRIALES
Equipo #3
Mtra. Guadalupe Alfonso Gordillo
14/04/23
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INTRODUCCIÓN
El plástico es un material de gran utilidad sin embargo, ha representado
un problema ambiental por acumulación en el ecosistema (principalmente
el ecosistema marino) así como por su largo tiempo de degradación.
Dentro de la problemática ambiental a nivel mundial, se han presentado
algunas alternativas dentro de las cuales se destaca el desarrollo de
bioplásticos (Morillas, 2017).
Los bioplásticos son plásticos fabricados por medio de materia orgánica y
funcionan como alternativas mitigantes del impacto ambiental que se
deriva de los plásticos. La constitución del bioplástico puede provenir de
materias primas de origen biodegradable, renovable o de origen
petroquímico (Morillas, 2017)
Se han realizado análisis objetivos en las últimas décadas para continuar la
investigación sobre el aprovechamiento de distintos residuos orgánicos
donde podemos resaltar los desechos generados en el cultivo de plátano
para la extracción de celulosa y almidón (Velastiguí, 2017).
El proceso para producción de bioplásticos por medio de desechos del
plátano han sido modificados y estudiados para que dichos bioplásticos
posean características cercanas a las de los plásticos sintéticos pero con un
proceso de degradación menor (Castillo, 2015).
De igual manera se resalta el uso de granos de maíz ya que de estos, se
extrae almidón para posteriormente emplearlo con glicerina y ácido
acético en la elaboración de una lámina de bioplástico. Dichos bioplásticos
son algunos ejemplos del resultado de la experimentación en el área,
siendo estos, exitosos con los requerimientos establecidos en las normas
internacionales para dichos materiales (Riera, 2020).
Las investigaciones de la elaboración del bioplástico en los últimos años
también se han concentrado en reducir costos de producción y aumentar
la productividad desarrollando distintas estrategias. De esta manera, se
pretende
impulsar el desarrollo económico, reducir niveles de
contaminación que derivan de los desechos plásticos que desprenden
sustancias tóxicas al ecosistema en su ciclo de degradación (Castillo, 2015).
OBJETIVO
General
Elaborar bioplástico a nivel de laboratorio, a partir de diferentes fuentes
agrícolas.
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Particulares
-Obtener bioplástico a partir del uso de cáscara de plátano y maíz.
-Determinar el
productividad.
rendimiento
del
bioplástico
a
fin
de
evaluar
la
-Establecer comparaciones entre la biodegradabilidad de los bioplásticos
obtenidos.
MATERIALES EQUIPO Y REACTIVOS
Material
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➔
Charola para pesar
Espátula
Pizeta
3 Vasos de Precipitados (250 ml)
3 Vasos de Precipitados (1L)
Termómetro
Soporte Universal
Mechero Bunsen
Agitador de vidrio
Tamizador
Gasa
Aluminio
Pipeta Pasteur con Bulbo
Pipeta (10ml)
Propipeta
Probeta (50 ml)
2 Cajas Petri de vidrio
Material Biológico
➔ 100 g de granos de maíz
➔ 3 cáscaras de plátano (75 g)
Equipo
➔
➔
➔
➔
➔
Balanza Analítica
Balanza Granataria
Licuadora
Plancha de Calentamiento
Estufa
Reactivos
➔ Agua Destilada
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➔
➔
➔
➔
➔
Glicerina
Ácido Acético
Agua Clorada
Peróxido de Hidrógeno
Hidróxido de Sodio
METODOLOGÍA
Bioplástico a partir de Maíz
EXTRACCIÓN DE ALMIDÓN
1. Se mezcló 100 g de maíz con 300 m de agua purificada y se calentó a
60°C durante 40 min
2. Se trituró, filtró y pesó lo obtenido para posteriormente determinar a
humedad de 1g de residuo
3. Se obtuvo almidón por medio de sedimentación de lo filtrado y se
retiró y cuantificó el agua residual.
4. Se lavó el almidón con 100ml de agua purificada a 40°C y se dejó
secar en una estufa a 50°C durante 24h
5. Se realizó el balance de masa y se determinó el proceso de
extracción
PRODUCCIÓN DE BIOPLÁSTICO
1. Se mezcló y calentó 17 ml de agua destilada con 5.72 g del almidón
obtenido sin exceder de los 70°C.
2. Se agregó gota a gota 1.7 ml de glicerina y se añadió 3 ml de ácido
acético al 3% hasta que homogenizó.
3. Se vertió en una placa de vidrio, se dejó secar y se retiró el bioplástico
obtenido
PRUEBA DE DEGRADACIÓN
1. Se cortó el bioplástico en forma rectangular 6x2 cm y se enterraron a
15 cm de profundidad
2. Se monitoreó cada 3 días durante 15 días
Bioplástico a partir de Cáscara de Plátano
EXTRACCIÓN DE ALMIDÓN
1. Se lavaron las cáscaras de plátano con agua clorada y luego con agua
purificada.
2. Se suspendieron las cáscaras en una solución de peróxido de
hidrógeno (30%) e hidróxido de sodio (2%) durante 60 min a
temperatura ambiente.
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3. Se colocaron las cáscaras en una estufa a 60°C durante 24 h. Pasado
este tiempo se molieron y se tamizaron.
4. Se realizó el balance de masa y se determinó el rendimiento del
proceso de extracción del maíz.
PRODUCCIÓN DE BIOPLÁSTICO
1. Se mezcló 10 g de almidón con 100 ml de agua destilada y se añadió
10 ml de glicerol y 15 ml de ácido acético (0.1M).
2. Se mantuvo por 10 min en placa calefactora agitando
continuamente y se extendió en una placa de vidrio.
3. Se dejó en la estufa durante 24h
PRUEBA DE DEGRADACIÓN
1. Se cortó en rectángulos de 6x2 cm y se enterraron a 15 cm de
profundidad
2. Se monitoreó cada 3 días durante 15 días
RESULTADOS
Balances de masa
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Tabla 1: Proceso de degradación de los Bioplásticos elaborados
Tiempo
1
(01/04/2023)
Bioplástico Maíz
Bioplástico Plátano
El bioplástico presentaba
una consistencia espesa, por
lo que no se pudo enterrar
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2
(04/04/2023)
3
(07/04/2023)
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4
(10/04/2023)
DISCUSIONES
Los bioplásticos son materiales biodegradables producidos utilizando
recursos renovables, además de tener propiedades similares a las de los
plásticos convencionales, es decir, pueden almacenarse de una forma
similar y procesarse en máquinas convencionales. Su producción
representa una solución al uso excesivo de plásticos con una alto tiempo
de degradación y que son derivados del petróleo (de Almeida, 2004).
Para la obtención de bioplástico en el laboratorio, se utilizaron dos bases de
material vegetal, maíz y cáscara de plátano. Por medio de seis etapas
donde se cuantificó el balance de masa, se pudieron obtener los dos
distintos bioplásticos. Este balance nos indicó qué tan productivo fue el
proceso de obtención, por lo que se pudo observar que al utilizar el maíz,
esto fue muy bajo a comparación de los recursos empleados inicialmente.
La utilización de la cáscara de plátano representó una mayor
productividad, principalmente por ser un residuo agrícola. Dado que la
producción de bioplásticos también busca la reducción de costos y una
mayor productividad, el bioplástico de maíz, no es el indicado por requerir
de un gasto extra para la obtención de la materia prima (Castillo, et al.
2016).
Para determinar el proceso de degradación de los bioplásticos se
sembraron a 15 cm bajo tierra y se midió cualitativamente el grado de
descomposición. A diferencia del bioplástico de maíz, el de cáscara de
plátano tardó en solidificar tres días, esto porque tenía una consistencia
más líquida al momento de introducirlo a la estufa, a comparación del
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primer bioplástico. De igual forma, se retiraron antes de completar el
período establecido de 24 horas por el horario en que se podía ingresar a
las instalaciones escolares, resultando en 14 horas que estuvieron en la
estufa. Esta disminución causó que la consistencia de los bioplásticos no
fuera tan sólida y como se mencionó anteriormente, que el bioplástico a
base de cáscara de plátano tardara más en solidificar.
El proceso de descomposición fue menor en el bioplástico a base de maíz,
por el mayor tiempo que estuvo expuesto al ambiente. Como se pudo
observar (Tabla 1), con el paso de los días, los fragmentos de bioplástico de
maíz y cáscara de plátano fueron de menor tamaño. Al final de la
experimentación se tuvo un alto nivel de degradación a comparación del
plástico convencional que puede llegar hasta los 100 años para
descomponerse (Posada, 1994).
CONCLUSIONES
Se pudo obtener bioplástico a base de cáscara de plátano y maíz en el
laboratorio, demostrando que los productos agrícolas pueden tener un
segundo uso de bajo impacto ambiental.
El bioplástico a base de maíz presenta un bajo rendimiento en
productividad a comparación del de cáscara de plátano. Debido a que este
último utiliza un desecho poblacional, mientras que el maíz tiene un alto
costo económico.
Ambos bioplásticos se degradaron al ser enterrados 15 cm y se observó un
mayor deterioro en bioplástico hecho a base de maíz por haber estado
expuesto una mayor cantidad de tiempo al ambiente externo.
REFERENCIAS
-
-
BIO-FED, (recuperado el 13 abril 2023), acerca de los bioplasticos,
https://bio-fed.com/es/acerca-de-los-bioplasticos/#:
Castillo, R., Escobar, E., FernándezD., GutiérrezR., Morcillo, J., NúñezN.,
& PeñalozaS. (1). BIOPLÁSTICO A BASE DE LA CÁSCARA DEL
PLÁTANO. Revista De Iniciación Científica, 1(1), 34-37. Recuperado a
partir de https://revistas.utp.ac.pa/index.php/ric/article/view/346
de Almeida, A., Ruiz, J. A., López, N. I., & Pettinari, M. J. (2004).
Bioplásticos: una alternativa ecológica. Quimica viva, 3(3), 122-133.
Morillas, A. (2017). Bioplásticos yplásticos degradables. Alethia
Vázquez Morillas Rosa Ma. Espinosa ValdemarMargarita Beltrán
VillavicencioMaribel
Velasco
Pérez.
https://www.studocu.com/en-ca/document/universidad-politecnica-d
el-estado-de-morelos/vida-saludable/bioplasticos-y-plasticos-biodeg
radables-uam-anipac/35292629?origin=home-recent-1
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-
-
Posada Bustamante, B. (1994). La degradación de los plásticos.
Revista Universidad EAFIT, 30(94), 67-86.
Riera, M. A. (2020, 23 enero). OBTENCIÓN DE BIOPLÁSTICO A PARTIR
DE ALMIDÓN DE MAÍZ (Zea mays L.). Colón ciencias.
https://revistas.up.ac.pa/index.php/revista_colon_ctn/article/download
/1134/948
Velasteguí, A. J. H. (2017). Análisis sobre el aprovechamiento de los
residuos del plátano, como materia prima para la producción de
materiales
plásticos
biodegradables.
Dialnet.
https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6325873
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