Ciencias Naturales

Artculo de revisin

 

Sntesis de un polmero biodegradable a base de la yuca (Manihot Esculenta Crantz)

 

Synthesis of a biodegradable polymer based on cassava (Manihot Esculenta Crantz)

 

Sntese de um polmero biodegradvel base de mandioca (Manihot Esculenta Crantz)

 

 

Ivn Fernando Huacho-Chvez I

ivan.huacho@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-3144-3379

 

Adriana Isabel Rodrguez-Basantes II

adriana.rodriguez@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-2532-6504

 

Hannbal Lorenzo Brito-Mona III

hbrito@espoch.edu.ec

https://orcid.org/0000-0001-7536-857X

 

Correspondencia: ivan.huacho@espoch.edu.ec

 

*Recibido: 20 de diciembre de 2020 *Aceptado: 12 de enero de 2021 * Publicado: 08 de febrero del 2021

       I.            Ingeniero Qumico, Facultad de Informtica y Electrnica de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, Grupo de Investigacin Ambiental y Desarrollo de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (GIADE), Riobamba, Ecuador.

    II.            Bioqumico Farmacutico, Facultad de Ciencias de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, Grupo de Investigacin Ambiental y Desarrollo de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (GIADE), Riobamba, Ecuador.

III.            Ingeniero Qumico, Facultad de Ciencias de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo, Grupo de Investigacin Ambiental y Desarrollo de la Escuela Superior Politcnica de Chimborazo (GIADE), Riobamba, Ecuador.

 

Resumen

El sector agropecuario en el Ecuador juega un papel muy importante en la produccin de productos agrcolas, principalmente de tubrculos y en especial la yuca, dinamizando la economa del sector, motivo por el cual, se realiza esta investigacin para determinar la composicin ms adecuada en la sntesis de un material biodegradable de fcil acceso y uso, para lo cual, se recurri al anlisis factorial 2k, para la obtencin del almidn, considerando 2 variables el tiempo y la velocidad con dos componentes cada uno, obteniendo 4 tratamientos, a continuacin se realiz el muestreo en varios mercados de la ciudad, determinando que la mejor materia prima se ubica en el de productores de la ciudad de Riobamba, misma que fue analizada organolptica, fsica, qumica y microbiolgica, posteriormente se lav, pel, troce, pes y ubic en el equipo de mezclado con un volumen de agua determinado, se filtr y el lquido se dej en reposo para la sedimentacin de los grnulos de almidn, el sobrenadante fue separado y los slidos se secaron al aire libre obteniendo un rendimiento del 22,28 %; luego se realiz el anlisis fsico, qumico y microbiolgico. A continuacin, se procedi con la identificacin de las variables de proceso para determinar la formulacin ptima del biopolmero y se procedi con la caracterizacin fsica y mecnica del mismo, determinando que el producto cumple con los estndares de calidad para su uso, adems de ser amigable con el ambiente por su fcil degradacin en el ecosistema.

Palabras clave: Biopolmero; almidn; plastificante; disolvente; aditivos; yuca; tubrculo.

 

Abstract

The agricultural sector in Ecuador plays a very important role in the production of agricultural products, especially tubers and especially cassava, dynamizing the economy of the sector, which is why this research is carried out to determine the most suitable composition in the synthesis of a biodegradable material that is easy to access and use, for which, 2k factor analysis was used, to obtain starch, considering 2 variables time and speed with two components each, obtaining 4 treatments, then the sampling was carried out in various markets of the city, determining that the best raw material is located in the producers of the city of Riobamba, same that was analyzed organoleptic, physical, chemical and microbiological, subsequently it was washed, peeled, chopped, weighed and placed in the mixing equipment with a determined volume of water, it was filtered and the liquid was allowed to settle for the sedimentation of the starch granules, the supernatant was separated and the solids were dried in the open air obtaining a yield of 22,28 %; then the physical, chemical and microbiological analysis was carried out. Then, we proceeded with the identification of the process variables to determine the optimal formulation of the biopolymer and proceeded with the physical and mechanical characterization of the same, determining that the product meets the quality standards for its use, besides being friendly with the environment due to its easy degradation in the ecosystem.

Keywords: Biopolymer; Starch; Plasticizer; Solvent; Additives; Yucca; Tuber

 

Resumo

O sector agrcola no Equador desempenha um papel muito importante na produo de produtos agrcolas, principalmente tubrculos e especialmente mandioca, impulsionando a economia do sector, razo pela qual esta investigao realizada para determinar a composio mais adequada na sntese de um material biodegradvel de fcil acesso e utilizao, para o qual, recorremos anlise do factor 2k, para obter o amido, considerando 2 variveis tempo e velocidade com dois componentes cada, obtendo 4 tratamentos, depois foi feita uma amostragem em vrios mercados da cidade, determinando que a melhor matria-prima se encontra nos produtores da cidade de Riobamba, que foi analisada organolptica, fsica, qumica e microbiolgica, depois foi lavada, descascada, cortada, pesada e colocada no equipamento dos produtores da cidade de Riobamba, Foi ento lavado, descascado, picado, pesado e colocado no equipamento de mistura com um certo volume de gua, filtrado e o lquido foi deixado em repouso para a sedimentao dos grnulos de amido, o sobrenadante foi separado e os slidos foram secos ao ar livre obtendo-se um rendimento de 22,28%; em seguida, foram efectuadas as anlises fsicas, qumicas e microbiolgicas. Depois, foram identificadas as variveis do processo para determinar a formulao ptima do biopolmero e foi efectuada a caracterizao fsica e mecnica do produto, determinando que o produto cumpre os padres de qualidade para a sua utilizao, alm de ser amigo do ambiente devido sua fcil degradao no ecossistema.

Palavras-chave: Biopolmero; Amido; Plastificante; Solvente; Aditivos; Mandioca; Tubrculo.

 

 

 

Introduccin

Segn el (INEN, 2018) a nivel nacional existen 12237831 ha cultivables, de las cuales 1385805 son para cultivos permanentes, 799494 transitorios y barbecho, 168446 de descanso, 2379042 para pastos cultivados, 715273 de pastos naturales, 252612 de pramos, 5740641 de montes y bosques y 796518 para otros usos. De los 799494 productos transitorios y barbecho, es un producto agrcola que tiene plantado 13351 ha y Cosechado 11948 ha en el ao 2018, por este motivo al ser un producto con un alto porcentaje de produccin, adems es un importante arbusto perenne que pertenece a la familia Euphorbiaceae, est conformada por 7200 especies que son caracterizadas por el desarrollo de vasos lactferos, mismos que estn compuestos por galactocitos, que producen una sustancia lechosa. Segn (Ceballos & de la Cruz, 2004) se han descrito cerca de 98 especies de Manihot, de los cuales, en Ecuador la yuca es la que tiene mayor relevancia por la facilidad de su cultivo en pisos altitudinales que van desde el nivel del mar hasta los 1620 metros de altitud, con una precipitacin de 750 a 3000 mm, comprendida entre 25 y 27C, con exposicin de luz de 10 a 12 horas, su mayor produccin se encuentra en suelos franco ligeros con valores de pH de 5,5 a 7,5 (Hinostroza, Crdenas, lvarez, & Cobea, 1995), con una produccin de 9 10 Tn/ha, es por este motivo y por sus caractersticas nutricionales que el sector industrial destina esta materia prima a la elaboracin de almidn(Brito & et al, 2019), y otros productos, de esta manera dinamiza el sector agroindustrial del pas. Al ser la yuca un producto fundamental en la alimentacin diaria en la poblacin del Ecuador por su facilidad de digestin y por la riqueza en hidratos de carbono, es consumida especialmente en las regiones costa y oriente, adems es muy utilizada en algunas industria como materia prima (textiles, balanceados, cartoneras), (Hinostroza, Crdenas, lvarez, & Cobea, 1995).

Del anlisis efectuado a la yuca se determina que tiene un 65,2 % de humedad; 0,6 % de ceniza; 1 % de protena y el 32,6 % de carbohidratos totales. Luego se procede con la extraccin del almidn(Cobana & Antezana, 2007), iniciando con la homogeneizacin(Brito H. , 2000) de pulpa de la materia prima con agua, posteriormente se separa las impurezas en el filtro (Brito Mona, 2001a) y el lquido se deja en reposo para sedimentar los grnulos de almidn(Prez, Lares, Gonzles, & Tovar, 2007), a continuacin se separan los slidos y se procede a secar (Brito, Borja, & Chango, Obtaining yacon Flour (Smallanthus sonchifolius), 2019), para eliminar la humedad contenida (Brito H. , Texto Bsico de Operaciones Unitarias III, 2001), con estos parmetros de diseo el tiempo de residencia y la velocidad de mezclado (Brito Mona, 2001b), se determina entre los tratamientos el que tiene el mejor rendimiento, tambin se determin que estas variables afectan las propiedades del producto (Surco, 2004). Al analizar las caractersticas fisicoqumicas(Eggleston, Omoaka, & Arowshegbe, 1993) y microbiolgicas en el almidn determinan el tamao del grnulo de almidn(Brito H. , 2000) de yuca, puede variar de 5 m a 35 m y tiene el 17 % de amilosa, color blanco, olor caracterstico, con un contenido de humedad del 10,96 %; ceniza de 0,112 %; su temperatura de gelatinizacin de 66,20 C; Levaduras y Mohos de 3000 UFC/g y ausencia de coliformes cumpliendo de esta manera con los estndares de calidad.

El desarrollo del nuevo material biodegradable(Angeles, 2015) a base de la yuca se enfoca en la determinacin de las cantidades de mezcla ptimas de almidn (Polisacridos con estructuras lineales como la amilosa(Montoya, 2007), generando flexibilidad, transparencia y pelculas duras resistentes a grasas y aceites), plastificante, solvente y aditivo, para la sntesis del polmero(Fritz, 1994) con macromolculas de gran estabilidad estructural y un ciclo de vida muy corto por su alta biodegradabilidad del 27 % al dcimo da, as como tambin presenta propiedades similares a la de los plsticos sintticos como flexibilidad, traccin y transparencia.

 

Metodologa

Se procedi con la seleccin de la materia prima, para lo cual, se analiz su aspecto fsico, sin que tenga deterioro fisiolgico y/o microbiano (Brito & Chuiza, 2020), luego se lav para eliminar la tierra y las impurezas adheridas, a continuacin se procedi con la caracterizacin del tubrculo determinando las caractersticas fsicas de longitud, dimetro y peso, luego se pel y se retir la cscara, en esta etapa se pierde del 2 al 3 % en peso de la materia inicial, posteriormente se tom 100 g de material y se realiz el anlisis proximal y microbiolgico, a continuacin se procedi a la extraccin del almidn(Jimnez & Martnez de la Cruz, 2016), para lo cual, se utiliz el diseo factorial 2k utilizando las variables de velocidad (6800 y 20000 RPM) y tiempo (1 y 2 minutos) con 4 tratamientos y 4 repeticiones cada uno, en esta etapa se alimenta al reactor 100 g de yuca troceada con 1000 mL de agua, luego se enciende el equipo y se regula a la RPM1 con un tiempo de 1 minuto (t1), aqu se homogeneiza la mezcla (Brito Mona, 2001a) para aumentar la superficie de contacto del tubrculo pelado, donde se liberan los grnulos de almidn, se filtra para separar las impurezas de la celulosa evitando que pequeas partculas de fibra pasen a la lechada, a continuacin se deja sedimentar por un lapso de 7 horas y se separa los grnulos de almidn de la suspensin en agua, los slidos son llevados a un equipo de secado (Brito Mona, 2001b) a una temperatura de 45 C, para deshidratar el almidn hasta llegar a una humedad del 13 %, a continuacin se pesa y calcula el rendimiento obtenido, posteriormente se reduce el tamao en un molino de bolas y se separa los grnulos en un tamiz con una luz de malla de 38 micrones, cumpliendo de esta manera con las caractersticas granulomtricas de la norma, este procedimiento se lo efecta por cuadruplicado para cada uno de los tratamientos, a continuacin se procedi con la comprobacin la hiptesis, en la cual, se determina que no existe diferencia significativa entre los tratamientos para la obtencin del almidn de Yuca mediante la utilizacin del anlisis estadstico ANOVA. A continuacin, se realiza la caracterizacin fsica, qumica y microbiolgica de la fcula a nivel de laboratorio, parmetros que se encuentran dentro de lo establecido en la norma.

En la segunda fase se procede con la elaboracin del biopolmero(Trujillo, 2014), para lo cual, se utiliz el diseo factorial 2k, con 4 tratamientos variando la concentracin del almidn (yuca) y del plastificante (glicerina), con 4 repeticiones cada una (lminas de plstico biodegradable), tambin se determin que no existe diferencias significativas entre los tratamientos aceptando la hiptesis nula, posteriormente se realiz las pruebas mecnicas de traccin en base a la norma ASTM D882 (Mtodo de prueba estndar para las propiedades de traccin de lminas de plstico fino) y la Norma ASTM D1653-93 (Mtodo de prueba estndar para la transmisin de vapor de agua de pelculas de revestimiento orgnicas) y posteriormente se realizaran pruebas de solubilidad y biodegradabilidad.

Resultados y discusin

Tabla 1: Taxonoma y morfologa de la yuca

No.

NOMBRE CIENTFICO

YUCA

(Manihot esculenta crantz)

1

Reino

Plantae

2

Divisin

Magnoliophyta

3

Clase

Magnoliopsida

4

Orden

Euphorbiales

5

Familia

Euphorbiaceae

6

Subfamilia

Crotonoideae

7

Tribu

Manihoteae

8

Gnero

Manihot

9

Especie

Manihot esculenta

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

Tabla 2: Composicin de la yuca

No.

COMPOSICIN NUTRITIVA

(por 100 g de base seca)

UNIDAD

CANTIDAD

1

Valor energtico

Kcal

132

2

Humedad

%

65,2

3

Protena

%

1

4

Grasa

%

0,5

5

Carbohidratos totales

%

32,6

6

Fibra

%

1

7

Cenizas

%

0,6

8

Calcio

mg

40

9

Fsforo

mg

34

10

Hierro

mg

1,4

11

cido ascrbico

mg

19

12

Porcin no comestible

%

32

13

Hongos y levaduras

UFC/g

922,66

14

Coliformes

UFC/g

169,33

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

La humedad promedio obtenida de la yuca es de 65,2 %; con un 0,6 % de ceniza En lo relacionado a la caracterizacin microbiolgica de la yuca se determin el crecimiento de coliformes con un conteo de 169,33 unidades formadoras de colonias por cada gramo (UFC/g), tambin se realiza el conteo de hongos y levaduras obteniendo conteos de 922,66 UFC/g respectivamente valores que estn dentro del rango que establece la norma tcnica del Centro Internacional de la Agricultura Tropical (CIAT)(Snchez & Lismaco, 2002)

Tabla 3: Caractersticas de la yuca, Manihot esculenta

No.

PARMETRO

CARACTERSTICA

1

Olor

Caracterstico

2

Sabor

Dulce

3

Color

Blanco

4

Textura interna

Dura

5

Textura externa

Dura

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

Se determin las caractersticas sensoriales de la yuca presentando su olor caracterstico, sabor dulce, color blanco, con una textura interna y externa dura propia del producto agrcola analizado.

 

 

 

Tabla 4: Dimensiones del tubrculo

No.

PESO (g)

LONGITUD (cm)

DIMETRO (cm)

1

850

20,8

6,4

2

970

25,5

6,6

3

985

27,4

6,8

4

1050

27,5

7,2

PROMEDIO

963,75

25,3

6,75

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 


Grfico 1: Caractersticas fsicas de la yuca

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

Con la caracterizacin fsica se determin que la materia prima tiene en promedio un peso de 963,75 g; una longitud de 25,3 cm y un dimetro de 6,75 cm; valores correspondientes al producto agrcola cultivado en las regiones del Ecuador.

El anlisis realizado al almidn de yuca obtenido mediante 4 tratamientos en los que se varia la velocidad del equipo de trituracin (velocidad baja, velocidad alta) y el tiempo de homogeneizado (1 y 2 minutos) realizando 4 repeticiones de cada tratamiento para que los datos obtenidos tengan mayor precisin, esto con la finalidad de realizar anlisis fsico, qumicos y microbiolgicos, los cuales se muestran en las siguientes tablas:

 

Tabla 5: Caracterizacin del almidn

No.

PARMETRO

CARACTERSTICA

MTODO

1

Olor

Rancio

Sensorial

2

Color

Blanco

Sensorial

3

Sabor

Inspido

Sensorial

4

Textura

Blando

Sensorial

5

Forma

Esfrica truncada

Mac Masters (1964)

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

La determinacin de la forma y tamao de los grnulos del almidn de yuca se realiz en base a la separacin con la ayuda de una serie de tamices obteniendo como resultado una granulometra que va de 5 a 35 m, en cuanto a la forma se lo realiz su observacin al microscopio siendo estas esfricas truncadas, adems mediante anlisis sensorial se identific que presenta un olor rancio, su color blanco, sabor inspido y su textura blanda.

Tabla 6: Rendimiento del almidn de yuca

No.

TRATAMIENTO

PESO (g)

RENDIMIENTO (%)

YUCA

ALMIDN

1

TA1*

100

21,18

21,18

2

TA2**

100

21,90

21,90

3

TA3***

100

22,28

22,28

4

TA4****

100

21,69

21,69

*6800 RPM y 1 minuto; ***6800 RPM y 2 minuto, *20000 RPM y 1 minuto, *20000 RPM y 2 minuto

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

El tratamiento 3 con 22,28 % de rendimiento es el ptimo, por su mayor produccin de almidn, adems que los tratamientos tienen un rendimiento muy prximo, estableciendo as que preferentemente se debe trabajar con un tiempo de mezclado de 1 min y con la velocidad mnima del equipo de trituracin para obtener un buen rendimiento.

IMG_20200710_113213

Figura 1: Pesaje del almidn de yuca

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

Tabla 7: Anlisis fsico qumico y microbiolgico del almidn de yuca

No.

PARMETRO

UNIDAD

VALOR

ESTNDAR

NORMA / INSTITUCIN

1

Amilosa

%

28,07

17 - 24

MOLSAIA-04/INIAP

2

Amilopectina

%

71,93

76 - 83

MOLSAIA-04/INIAP

3

Humedad

%

10,96 3,55

10 - 13

(ICONTEC, 2002)

4

Ceniza

%

0,11 0,013

< 0,12

(AOAC, 2000)

5

Solubilidad

%

8,76

SI

NTE INEN 1456:1986

6

pH

 

5,85

5,0 - 7,0

NTE INEN 1456:1986

7

Temperatura de gelatinizacin

C

66,20

58,5 - 70,0

(Grace, 1977, p.116)

8

Densidad aparente

g/ml

2,425 0,29

1,56

(Smith, 1967, p.593)

9

Tamao grnulo

%

74

99

(ISI, 1999)

10

Levaduras y mohos

UFC/g

3000

1000 - 5000

(ICONTEC, 1997)

11

Coliformes totales

UFC/g

0

AUSENCIA

(ICONTEC, 1997)

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

La amilosa tiene el 28,07 % (valor ms alto que el de norma) y amilopectina del 71,93 % (valor menor al de la norma tcnica, entre ms alto es el valor de la amilosa da mayor facilidad para la formacin de biomateriales.

Al analizar los resultados del anlisis proximal destacando entre estos los parmetros de humedad, protena, fibra, cenizas y carbohidratos totales, donde el porcentaje de humedad revela un valor de 10, 96 % cantidad que concuerda con el rango que establece la FAO el cual va de 10 a 13 % segn (Aristizbal & Snchez, 2007), el porcentaje de ceniza que es de 0,11 % se encuentra en el rango establecido por la norma tcnica de la FAO, adems concuerda con los valores de Hernndez et al. (Hernndez & et al., 2008) que son de 0,29% para cenizas. Finalmente se midieron los parmetros de pH y temperatura de gelatinizacin con resultados de 5,85 y 66,20 C respectivamente, datos que se encuentran dentro de los valores establecidos por la norma tcnica de la FAO para la temperatura de gelatinizacin.(Aristizbal & Snchez, 2007).

El anlisis microbiolgico del almidn se lo realiza en un medio de cultivo efectuando el conteo total de colonias para levaduras y mohos determinando un valor de 3000 unidades formadoras de colonias por cada gramo de almidn (UFC/g) valor que est dentro del rango que establece la FAO de acuerdo con Aristizbal & Snchez (Aristizbal & Snchez, 2007), mientras que el conteo de hongos y levaduras es de cero.

Para la sntesis del polmero biodegradable se procedi con el diseo experimental 2k, de dos factores y dos componentes cada uno el lmite alto y el lmite bajo con cuatro tratamientos, para identificar cul de ellos es el ptimo para la produccin de este material de acuerdo a la figura 1.

 

Figura 2: Anlisis experimental 2k

CA (%)

 

Lmite alto

11,2

 

 

 

 

 

 

 

 

Lmite bajo

8,2

 

5,2

9,5

CP (%)

Lmite bajo

Lmite alto

 

 

Luego de efectuar el anlisis estadstico Anova de dos factores y varias muestras por grupo, se determina que no existe diferencias significativas entre los tratamientos, motivo por el cual, se procede a realizar la caracterizacin fsico qumica y mecnica

IMG_20200811_100857

Figura 3: Lmina de plstico de la yuca

 

Tabla 8: Anlisis fsico qumico de las lminas de plstico

nO.

tratamiento

espesor (mM)

humedad (%)

solubilidad (%)

permeabilidad vapor

transmisin de vapor (g/hM2)

Degradabilidad 10 Das (%)

Forma Pelcula

Facilidad De Moldeo

Transparencia

1

T1

0,112

18,755

57,303

31,93

3,00E-02

27

SI

SI

SI

2

T2

0,119

20,554

70,718

31,8

3,00E-02

26

SI

SI

SI

3

T3

0,127

19,762

42,906

31,12

3,00E-02

19

SI

SI

SI

4

T4

0,128

21,814

43,28

32,08

4,50E-02

18

SI

SI

SI

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

El espesor es analizado de acuerdo a la norma INEN 2542:2010 (Lminas plsticas requisitos), en el cual, establece que las bio pelculas deben tener un espesor mximo de 0,2 mm. De esta manera se comprueba que los biopolmeros cumplen con el espesor establecido en la norma y para el uso en alimentos.

A mayor cantidad de plastificante empleado se ve afectado directamente, es decir que la permeabilidad al vapor de agua aumenta, este fenmeno se debe a que su presencia disminuye las fuerzas intermoleculares en las cadenas del plstico, generando mayor movilidad molecular (Villada y Joaqun 2013pp. 59-68), de esta manera, disminuyendo el tiempo de vida de los alimentos embalados en este material.

Las lminas de plstico del tratamiento 1 se degradan en un 27 % al dcimo da, valor que indica que tiene una alta facilidad de degradarse de manera natural en el ambiente.

Tabla 9: Anlisis mecnico de las lminas de plstico

N.

Tratamiento

Mdulo elasticidad (mPA)

Carga de fluencia (n)

Esfuerzo de fluencia (mPA)

Carga mxima (n)

Esfuerzo mximo (mPA)

Elongacin (%)

1

t1

5,19e+00

2,37

1,1

3,11

1,44

60,06

2

t2

5,90e+00

1,97

0,83

2,8

1,18

35,91

3

t3

6,59e+00

1,61

0,66

1,84

0,76

18,44

4

t4

6,72e+00

2,21

0,81

3,38

1,24

50,39

Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

 

 

Grfico 2: Propiedades mecnicas de las lminas de plstico


Fuente: Brito H., Laboratorio de Investigacin, Facultad de Ciencias, ESPOCH, 2020

 

 

Del anlisis mecnico realizado a las lminas de plstico determina que el tratamiento 1 presenta mejores propiedades de acuerdo al ensayo de traccin descrito en la norma INEN 2635 (Mtodo de Ensayo para las propiedades de Traccin de Lminas Plsticas Delgadas).

 

Conclusiones

A travs de la metodologa empleada para la obtencin del almidn a partir de la yuca se emplearon tcnicas bsicas como el acondicionamiento, triturado, filtrado, decantado y secado, para lo cual fue necesario la realizacin de 4 tratamientos en los que vara la velocidad del equipo de mezclado (intensidad baja, velocidad 1 e intensidad alta, velocidad mxima) y el tiempo de mezcla (1 y 2 minutos) realizando 5 repeticiones de cada tratamiento para que los datos obtenidos tengan mayor precisin.

En base a los resultados obtenidos se denot que el mayor rendimiento se obtiene con el tratamiento 3 con el 22,28 %, cabe recalcar que en comparacin entre los 5 primeros tratamientos todos tienen un rendimiento muy prximo a diferencia del ltimo tratamiento.

Mediante el anlisis proximal se determinaron las siguientes propiedades fsicas amilosa 28,07 %; amilopectina 71,93 %; humedad 10,96 %; ceniza 0,11 %; temperatura de gelatinizacin 66,20 y un pH 5,85 que comparado con la norma tcnica de la FAO se encuentra dentro de los parmetros establecidos.

El diseo factorial 2ᵏ estableci la mezcla ptima con las concentraciones de almidn del 8,2 % y glicerina del 5,2 % para la sntesis de la bio pelcula, presentando caractersticas similares a la de los plsticos convencionales en las propiedades de flexibilidad, traccin y transparencia, adems de degradarse en un 27 % al dcimo da, porcentaje que muestra la facilidad de degradarse de manera natural en el ambiente.

Referencias

1.             Angeles, P. (2015). Diseo de un proceso industrial para obtener plstico biodegradable (TPS) a partir de almidn de yuca manihot sculenta. Lambayeque: Universidad Nacional Pedro Luis Gallo. Obtenido de https://www.researchgate.net/publication/273699367_DISENO_DE_UN_PROCESO_INDUSTRIAL_PARA_OBTENER_PLASTICO_BIODEGRADABLE_A_PARTIR_DE_ALMIDON_DE_YUCA_manihot_sculenta

2.             Aristizbal, J., & Snchez, T. (2007). Gua tcnica para produccin y anlisis de almidn de yuca. Roma: ORGANIZACIN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIN. Obtenido de http://www.fao.org/3/a-a1028s.pdf

3.             Brito, H. (2000). Texto basico de operaciones unitarias I. Riobamba.

4.             Brito, H. (2000). Texto Bsico Operaciones Unitarias II [Dentro ESPOCH]. Riobamba. Obtenido de https://www.researchgate.net/publication/315778840_Texto_Basico_Operaciones_Unitarias_II

5.             Brito, H. (2001). Texto Bsico de Operaciones Unitarias III. Riobamba, Ecuador: Docucentro, ESPOCH.

6.             Brito, H., & et al. (2019). Diseo de un proceso de produccin industrial de almidn a partir de mashua (Tropaeolum tuberosum). La Ciencia al Servicio de la Salud y la Nutricin, 202-209.

7.             Brito, H., Borja, D., & Chango, G. (2019). Obtaining yacon Flour (Smallanthus sonchifolius).

8.             Ceballos, H., & de la Cruz, G. (2004). Taxonomia y morfologia de la yuca. En: La yuca en el tercer Milenio. Sistemas Modernos de Produccin , Procesamiento, Utilizacin y Comercializacin. Cali: CIAT; CLAYUCA; Ministerio de Agricultura y Desarrollo; FENAVi. Obtenido de htttp://books.google.com.pe/books/about/La_Yuca_en_el_Tercer_Milenio_Sistemas_Mo.html?id=I18dZ9sYZO8C

9.             Cobana, M., & Antezana, R. (2007). PROCESO DE EXTRACCION DE ALMIDON DE YUCA POR VIA SECA. Revista Boliviana de Quimica.

10.         Eggleston, G., Omoaka, P., & Arowshegbe, A. (1993). Flour, starch and composite breadmaking quality of various cassava clones (Vol. 62). Journal of the Science of Food and Agriculture.

11.         Fritz, H. (1994). Study on productionoh thermoplastics and fibers based mainly on biological material. Stuttgart: European Comission.

12.         Hernndez, M., & et al. (2008). Caracterizacin fisicoqumica de almidones de tubrculos cultivados en Yucatn, Mxico. Scielo. Obtenido de https://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0101-20612008000300031&script=sci_arttext

13.         Hinostroza, F., Crdenas, F., lvarez, H., & Cobea, G. e. (1995). Manual de la yuca. Manab, Ecuador, Ecuador: EC. INIAP.

14.         INEN. (2018). Encuesta de Superficie y Produccin Agropecuaria Continua ESPAC 2018. Quito: INEN.

15.         Jimnez, E., & Martnez de la Cruz, S. (2016). OBTENCIN Y CARACTERIZACIN FSICA Y QUMICA DEL ALMIDN DE YUCA (Manihot esculentum) VARIEDAD GUAYAPE. Lambayeque: Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo.

16.         Montoya, H. (2007). Industrializacin de la Yuca: Obtencin de Almidn Nativo y sus Aplicaciones. Cauca, Colombia: Universidad del Valle.

17.         Prez, E., Lares, M., Gonzles, Z., & Tovar, J. (2007). Production and Characterization of Cassava (Manihot esculenta CRANTZ) Flour using different thermal treatments (Vol. 32). interciencia.

18.         Snchez, T., & Lismaco, A. (2002). Conservacin y Acondicionamiento de las Races Frescas. Cali, Colombia: Centro Internacional de Agricultura Tropical. Obtenido de http://www.clayuca.org/sitio/images/publicaciones/yuca_tercer_milenio.pdf

19.         Surco, F. (2004). Caracterizacin de almidones aislados de tubrculos andinos: Mashua (tropaeolum tuberosum), Oca (Oxalis tuberosa), olluco (Ullucus Tuberosus) para su aplicacin tecnolgica. Lima.

20.         Trujillo, C. (2014). OBTENCION DE PELICULAS BIODEGRADABLES A PARTIR DE ALMIDON DE YUCA (Manihot esculenta Crantz) DOBLEMENTE MODIFICADO PARA USO EN EMPAQUE DE ALIMENTOS. Puerto Maldonado, Per: Universidad Nacional Amaznica de Madre de Dios.

 

 

 

 

2020 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0) (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).

Métricas del Artículos

Cargando Métricas.....

Metrics powered by MI WEB PRO

Enlaces de Referencia

  • Por el momento, no existen enlaces de referencia


Copyright (c) 2021 Iván Fernando Huacho-Chávez, Adriana Isabel Rodríguez-Basantes, Hanníbal Lorenzo Brito-Moína

URL de la Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es

Polo de Capacitación, Investigación y Publicación (POCAIP)

Dirección: Ciudadela El Palmar, II Etapa,  Manta - Manabí - Ecuador.

Código Postal: 130801

Teléfonos: 056051775/0991871420

Email: dominiodelascienciasrevista@gmail.com

URL: https://www.dominiodelasciencias.com/

DOI: https://doi.org/10.23857/pocaip