Aprovechamiento de biomasa lignocelulósica: Eichhornia crassipes (Lechuguines) para la obtención de bioplástico

Contenido principal del artículo

Andy David Zambrano Saltos
Edison Josue Zambrano Bravo
Segundo Alcides García Muentes
Gabriel Alfonso Burgos Briones

Resumen

Con el fin de mitigar el fenómeno de la eutrofización en los cuerpos de agua dulce y darle un valor agregado a la especie acuática Eichhornia crassipes (Lechuguines), se la trató para ser empleada en el campo de la biorrefinería, como alternativa a los plásticos convencionales. El objetivo de esta investigación fue aprovechar la biomasa lignocelulósica de los lechuguines para obtener bioplástico. La biomasa utilizada provino de la represa Poza Honda, donde se sintetizó el contenido lignocelulósico para la obtención de la celulosa. La metodología de la investigación se dio en tres procesos: extracción de la celulosa, almidón y obtención de bioplástico. Se aplicó la hidrólisis alcalina en la extracción de la celulosa e hipoclorito de sodio como agente de blanqueamiento. Se aplicó el método vía húmeda para la sedimentación y obtención de almidón. En la caracterización del producto obtenido resultó una humedad de 19 %, 7,13 % de contenido volátil, la absorción de agua se dio de manera creciente 31,05 %, el grado de biodegradabilidad fue 66,33 %. En conclusión, la biomasa de E. crassipes es una fuente significativa para la producción de bioplástico. La biodegradabilidad en las biopelículas obtenidas es muy satisfactoria estando dentro del rango de las normas internacionales ASTM D-6400.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Cómo citar
Zambrano Saltos, A. D., Zambrano Bravo, E. J., García Muentes, S. A., & Burgos Briones, G. A. (2022). Aprovechamiento de biomasa lignocelulósica: Eichhornia crassipes (Lechuguines) para la obtención de bioplástico. Ciencia & Desarrollo, 21(1), 40–49. https://doi.org/10.33326/26176033.2022.1.1405
Sección
Artículo original
Biografía del autor/a

Edison Josue Zambrano Bravo, Universidad Técnica de Manbí

Egresado de la carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas. Universidad Técnica de Manabí. Portoviejo, Ecuador.

Segundo Alcides García Muentes, Universidad Técnica de Manbí

Departamento de Procesos Químicos, Alimentos y Biotecnológicos. Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas. Universidad Técnica de Manabí. Portoviejo, Ecuador.

Gabriel Alfonso Burgos Briones, Universidad Técnica de Manbí

Departamento de Procesos Químicos, Alimentos y Biotecnológicos. Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas. Universidad Técnica de Manabí. Portoviejo, Ecuador.

Citas

ASTM - American Society for Testing Materials. (2019). ASTM D6400 - 19 Standard Specification for Labeling of Plastics Designed to be Aerobically Composted in Municipal or Industrial Facilities. En Annual Book of ASTM Standards. https://doi.org/10.1520/D6400-12.2

Duruin, A. A., Lalantacon, X. F., Leysa, J. G., Obena, R. A., Sapal, A., Leysa, M.,... & Abusama, H. (2022) Potential Production of Bioplastic from Water Hyacinth (Eichornia crassipes). ASEAN Journal of Science and Engineering, 2(2), 139-142.

Gaertner, M., Larson, B.M.H., Irlich, U.M., Holmes, P.M., Stafford, L., Van Wilgen, B., Richardson, D. (2016). Managing invasive species in cities: A framework from Cape Town, South Africa. Landscape and Urban Planning. 151(1), 1–9. ISSN 0169-2046.

García O. R., Pinzón M. I., & Sánchez L, T. (2013). Extracción y propiedades funcionales del almidón de yuca, Manihot esculenta, variedad ICA, como materia prima para la elaboración de películas comestibles. @Limentech Ciencia y Tecnología Alimentaria, 11(1), 13-21. https://doi.org/10.24054/16927125.v1.n1.2013.382

García, A. (2015). Obtención de un polímero biodegradable a partir de almidón de maíz. Escuela Especializada en Ingeniería ITCA – FEPADE. https://doi.org/10.1142/S0217979211101259

Ghada, A., Abanoub, M., Christopher, C.P., Joseph, B. & Tuyet-Anh, T. (2021). Environmental impact of bioplastic use: A review. Jornal of Heliyon, 7(9), September 2021, e07918

Guevara, M. F. & Ramírez, L. (2015) Eichhornia crassipes, su invasividad y potencial fitorremediador. La Granja: Revista de Ciencias de la Vida. 22(2), 5-11. ISSNp: 1390-3799, ISSNe: 1390-8596.

Hernández-Medina, JG., Torruco-Uco, L., Chel-Guerrero & Betancur-Ancona. (2008). Caracterización fisicoquímica de almidones de tubércules cultivados en Yucatán, México. Cienc. Tecnol. Aliment., 28(3), 718–726.

Ledesma-Ugsiña, A., Dalgo-Flores, V., Flores-Fiallos, L. & Chango-Lescano, G. (2021) Bioplásticos de almidón de maíz y quinua para uso como envolturas alimenticias biodegradables. Dominio de las Ciencias, 7(4), 39-56, Ago. 2021. ISSN 2477-8818. Disponible en: <https://dominiodelasciencias.com/ojs/index.php/es/article/view/2080>.

Schon, M. & Schwartz, P. (2013). Production of Bioplastic.My Science Work, pp. 1-5. Obtenido de https://www.mysciencework.com/publication/download/production-bioplastic/f782131305fb90e8b9dd2d4078cd3c13

Mero, M., Pernía, B., Ramírez-Prado, N., Bravo, K., Ramírez, L., Larreta, E. & Egas, F. (2019). Concentración de cadmio en agua, sedimentos, Eichhornia Crassipes y Pomacea canaliculata en el río guayas (ecuador) y sus afluentes. Revista internacional de contaminación ambiental. 35(3), 623-640. Epub 21 de agosto de 2019.https://doi.org/10.20937/rica.2019.35.03.09

Meza, P., Quipuzco, L. & Meza, V. (2019). Elaboración de bioplásticos y determinación de su biodegradabilidad - Proyecto de laboratorio. Rev. Del Instituto de Investigación FIGMMG-UNMSM, 22, 67–80. file:///C:/Users/user/Downloads/16691-Texto del artículo-58242-1-10-20190911 (3).pdf

Mina, C. (2019). Diseño de un proceso de producción de almidón de yuca amazónica (Manihot esculenta). Proyecto de investigación previo a la obtención del título Ingeniera Agroindustrial. Universidad Estatal Amazónica. Pastaza, Ecuador.

Montoya H. (2007) Industrialización de la Yuca: Obtención de Almidón Nativo y sus Aplicaciones. Universidad del Valle. Canea-Colombia, 17-18.

Morocho-Pilataxi, María Cruz et al. (2021) Caracterización físico química y mecánica de bioplásticos obtenidos a partir del trigo y cebada. Dominio de las Ciencias, 7(4), 623-637, ISSN 2477-8818. Disponible en: <https://dominiodelasciencias.com/ojs/index.php/es/article/view/2114>. Fecha de acceso: 14 mar. 2022 doi:http://dx.doi.org/10.23857/dc.v7i4.2114.

Muñoz, J. & Zapata, D. (2019). Evaluación de la obtención de celulosa partiendo del buchón de agua (Eichhornia crassipes) mediante la hidrolisis básica y el proceso enzimático del hongo Pleurotus ostreatus. Fundación universidad de américa. Facultad de ingenierías, programa de ingeniería química. Bogotá, d. C.

Muñoz, S.B., & Riera, M.A. (2020) Residuos de la cáscara de yuca y cera de abejas como potenciales materiales de partida para la producción de bioplásticos., Avances en Química. 15(1), 3-11.

Ortega, M. (2019). Elaboración de bioplasticos a partir de pajas y residuos de granos de arroz. Facultad de Ingeniería. Universidad tecnológica del Perú. Arequipa, Perú.

Pratama, J. H., Amalia, A., Rohmah, R. L., & Saraswati, T. E. (2020) The extraction of cellulose powder of water hyacinth (Eichhornia crassipes) as reinforcing agents in bioplastic. In AIP Conference Proceedings. 2219(1), 100003. AIP Publishing LLC.

Riera, M. (2020). Obtención de bioplástico a partir de almidón de maíz (Zea mays L.). Colón Ciencias, Tecnología Y Negocios, 7(1), 1-11. https://doi.org/10.48204/j.colonciencias.v7n1a1

Rosales, A. (2016). Obtención de biopolímero plástico a partir del almidón de malanga (Colocasia esculenta), por el método de polimerización por condensación en el laboratorio 110 de la UNAN-Managua, Mayo –Abril 2016. Monografía para Optar al Título de Licenciada en Química Industria. Facultad de Ciencias e Ingeniería. Departamento de Química. Universidad nacional autónoma de Nicaragua, Managua, UNAN-Managua

Sánchez, J. & Aurelio, M. (2020). El surgimiento de los bioplásticos: Un estudio de nichos tecnológicos. Acta universitaria, 30, e2654. Epub 14 de mayo de 2021.https://doi.org/10.15174/au.2020.2654

Syafri, E., Yulianti, E., Asrofi, M., Abral, H., Sapuan, S. M., Ilyas, R. A., & Fudholi, A. (2019). Effect of sonication time on the thermal stability, moisture absorption, and biodegradation of water hyacinth (Eichhornia crassipes) nanocellulose-filled bengkuang (Pachyrhizus erosus) starch biocomposites. Journal of Materials Research and Technology, 8(6), 6223-6231.

Tejada-Tovar, C., Paz-Astudillo, I., Villabona-Ortíz, A., Espinosa-Fortich, M. & López-Badel, C. (2018). Aprovechamiento del Jacinto de Agua (Eichhornia crassipes) para la síntesis de carboximetilcelulosa. Revista Cubana de Química, 30(2), 211-221. Recuperado en 02 de septiembre de 2021, de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2224- 54212018000200003&lng=es&tlng=es.

Zhang-Zhiyong, Wang, Z., Zhang-Zhenhua & Zhang-Junqian (2016) Effects of engineered application of Eichhornia crassipes on the benthic macroinvertebrate diversity in Lake Dianchi, an ultra-eutrophic lake in China. Environmental Science and Pollution Research. 23(9), 8388–8397. ISSN 0944-1344.