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BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANOIngeniería Industrial CHECA CHACON, NICH MAMANI ANAHUA, CRISTIAN MENDOZA YNOFUENTES, JEREMY TRIVEÑO DIAZ, KATHERINE

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial

Contenido RESÚMEN............................................................................................................3 PROBLEMA..........................................................................................................5 JUSTIFICACIÓN...................................................................................................6 OBJETIVOS..........................................................................................................6 OBJETIVOS GENERALES...............................................................................6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................6 VARIABLES..........................................................................................................7 RECURSOS..........................................................................................................7 METODOLOGÍA...................................................................................................8 1. Obtención del almidón:...............................................................................8 2. Elaboración del bioplástico:........................................................................8 CRONOGRAMA...................................................................................................8 MARCO TEORICO...............................................................................................9 HISTORIA DE LA INDUSTRIA DEL PLÁSTICO...............................................9 CONCEPTO PLÁSTICO.................................................................................10 TIPOS DE PLÁSTICOS Y USOS....................................................................10 

Según el monómero base.....................................................................10



Según su comportamiento frente al calor..............................................11



Según la reacción de síntesis...............................................................12



Según su estructura molecular..............................................................13

ANTECEDENTES A LOS BIOPLÁSTICO.......................................................15 PROPIEDADES GENERALES DEL BIOPLÁSTICO......................................15 TIPOS DE BIOPLÁSTICO...............................................................................16 NORMAS DE CALIDAD DE PLÁSTICOS.......................................................18 NORMAS ASTM D-6400:................................................................................23 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS BIOPLÁSTICOS..............................25 MATERIALES Y MÉTODOS...........................................................................26 MATERIALES PARA LA ELABORACIÓN DEL BIOPLÁSTICO......................26 1

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial DESARROLLO DE LA INVESTIGACION...........................................................27 PROCEDIMIENTO PARA LA EXTRACCIÓN DEL ALMIDÓN........................27 Solución antipardeamiento..........................................................................27 Lavado de los plátanos................................................................................28 Pelado de plátanos e inmersión de las cáscaras........................................28 Rayado del endocarpio y deshidratación.....................................................28 Molienda, triturado y tamizado.....................................................................28 PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DEL BIOPLÁSTICO..............28 RESULTADOS OBTENIDOS..............................................................................30 CONCLUSIONES...............................................................................................31 BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................32

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RESÚMEN Hoy en día resultaría difícil prescindir de los plásticos, no solo por su utilidad sino también por la importancia económica que tienen estos materiales. Esto se refleja en los índices de crecimiento de esta industria que, desde principios del siglo pasado, supera a casi todas las demás actividades industriales y grupos de materiales. Los plásticos son baratos y parecen durar indefinidamente. Están presentes en los productos envasados, en el transporte, en los edificios, en el equipamiento deportivo y en la tecnología médica, entre otras áreas. Pero ¿Qué son exactamente los plásticos?, recopilando información se encontró que los plásticos son sustancias orgánicas que se obtienen mediante reacciones químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural y que pueden ser moldeados o procesados en una gran variedad de formas, aplicando calor y presión. En la actualidad se producen más de 700 tipos de plásticos, entre ellos, poliestireno, nylon, poliuretano, policloruro de vinilo (PVC), baquelita, siliconas, resinas epoxi, y poliamidas. Se dice que son polímeros (del latín “poli = muchas” y “meros = partes”) porque están formados por largas cadenas de moléculas (monómeros) unidas entre sí que contienen en su estructura principalmente carbono e hidrógeno. Pero, el incremento acelerado de generación de residuos plásticos derivados del petróleo y el aumento en el precio de este recurso no renovable demandan nuevas alternativas de tratamiento y tecnología, entre las cuales surge una tendencia en sustituir tales polímeros por bioplásticos. Los bioplásticos son materiales biodegradables que provienen de recursos renovables y en algunos casos presentan propiedades similares a los plásticos elaborados a partir de petróleo. Entre ellos tenemos: polímeros obtenidos a partir de biomasa, 3

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial polímeros a partir de síntesis química utilizando monómeros obtenidos a partir de recursos naturales y polímeros obtenidos a partir de microorganismos El crecimiento en la producción y en el consumo de plásticos, sumado a su durabilidad, se ha convertido en un serio problema para el medio ambiente. El 99% del total de plásticos se produce a partir de combustibles fósiles provocando una excesiva presión sobre las ya limitadas fuentes de energía no renovables. Por otro lado, siendo los plásticos de este origen no biodegradables, se acumulan en el ambiente, permanecen inalterables por más de cien años y aumentan la acumulación de desechos. Esto aumenta no solo la acumulación de desechos, sino también la presión sobre las ya limitadas fuentes de energía no renovables. En búsqueda de una solución a los problemas ambientales que originan los plásticos se han desarrollado plásticos biodegradables a partir de materias primas renovables, derivadas de plantas y bacterias. Estos productos no son sólo biodegradables, sino también compostables, lo cual significa que se descomponen biológicamente por la acción de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres vivos, es decir que reingresan al ciclo de la materia. Los bioplásticos constituyen en la actualidad un campo de interés creciente en sectores industriales diversos (envase, automoción, alimentación, sector eléctrico-electrónico, construcción, medicinas, textil, etc.). Este interés está íntimamente relacionado con la tendencia globalmente extendida, de sustitución de los materiales procedentes de fuentes fósiles por otros procedentes de fuentes renovables y sostenibles. Sin embargo, son precisamente las aplicaciones lo que motiva las definiciones y tipologías de bioplásticos que se conocen. Aunque existen como posible solución programas de reciclaje implementando controles sobre la cantidad de plástico que se consume diariamente, solo se realizan sobre el residuo ya generado y, además, no es una alternativa para todos los plásticos de origen petroquímico. Y es que en la actualidad se quiere 4

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial recuperar y aprovechar el reciclaje de desechos orgánicos de manera creativa con el fin de elaborar plásticos artesanales para su utilización en diferentes áreas. El objetivo de esta investigación es dar a conocer los tipos de bioplásticos, en este caso el uso de la “Cascara de Plátano para la producción de Plásticos Biodegradables”, así como sus aplicaciones y propiedades para despertar en la sociedad la curiosidad hacia ellos, la generación de normas con respecto a los residuos plásticos y motivar a la industria a realizar un cambio.

PROBLEMA En la actualidad la contaminación ambiental es un tema muy importante, dentro de esta abordaremos el campo de los plásticos, estos son derivados del petróleo y originan enormes problemas de contaminación ambiental por ser no biodegradables permaneciendo como contaminantes durante periodos largos, meses e incluso años. El plástico en el medio ambiente se va fragmentando en trocitos cada vez más diminutos que atraen y acumulan sustancias tóxicas. Estos fragmentos contaminan ya todos los mares y costas del planeta y están presentes en prácticamente todos los ecosistemas. Los fragmentos de plástico son ingeridos por animales, incluso por seres microscópicos como el plancton, contaminando la cadena alimentaria de la que dependemos. Los plásticos que entran en contacto con los alimentos envenenan a los seres humanos. Algunos de los aditivos tóxicos del plástico, como el potente disruptor endocrino bisfenol A, contaminan la sangre de más del 90% de la población, incluidos los niños recién nacidos, y un sin de formas de contaminación daño a la salud, etc.

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JUSTIFICACIÓN Debido a la gran contaminación que producen los plásticos convencionales, nuestra investigación está orientada en obtener polímeros biodegradables con las mismas propiedades de un plástico convencional, ayudando así a disminuir la contaminación contribuyendo así a conservar la naturaleza y la salud de los seres humanos en una mejor calidad de vida.

OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES 

Desarrollar un bioplástico a base de cascara de plátano, con el fin de reemplazar los plásticos convencionales y disminuir la contaminación ambiental.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Analizar las técnicas que se utilizan para la elaboración del plástico en



mención. Conocer las características y propiedades del plástico hecho a base de



cascara de plátano. Mejorar las propiedades físicas del plástico a base de cascara de plátano con el fin de que cumpla las mismas funciones que el plástico convencional, o de otra forma llegar a conocer sus limitaciones.

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VARIABLES  

Propiedades y características de la cascara de plátano Tiempo de degradación de los plásticos a base de cascara de plátano

RECURSOS 

Para la obtención del almidón de plátano: Material



Cantidad

Cascara de plátanos

1.5Kg

Jugo de naranja agria

200mL

Parrillas

1

Termómetro

1

Horno de estufa

1

Rodillo

1

Cuchillo

1

Tamiz

1

Para la elaboración del bioplástico: Material

Cantidad

Almidón de plátano

10g

Agua

60mL

Vinagre

5mL

Glicerina

5mL

METODOLOGÍA 1. Obtención del almidón: 7

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial Lavar los plátanos sin pelarlos para así eliminar suciedades y/o bacterias y no eliminar los compuestos que se presentan en la parte interior de la cascara, luego quitar la cascara y para prevenir la oxidación de la misma colocarla en el jugo de naranja, este ayuda con la propiedad de la vitamina C que previene la oxidación, luego con la ayuda de un cuchillo quitamos la parte cremosa (interior) de la cascara, obteniéndolas en forma de tiras, y luego colocarlo en la estufa de la cocina con una rejilla para evitar que se queme y a la vez quitándole el agua, luego de deshidratado se tritura el mismo y se obtiene un polvillo, tamizado.

2. Elaboración del bioplástico: Por cada cucharada de almidón se agregan 4 cucharadas de agua, una cucharada de vinagre y una cucharadita de glicerina. La mezcla obtenida se debe revolver hasta su completa homogenización y cocción hasta que espese. La pasta, así obtenida, se dispersa sobre una superficie seca y lisa para su secado.

CRONOGRAMA Los días planeados para la presente investigación se dan a conocer según el siguiente cronograma: 07/09 a 25/09 – Planteamiento teórico del trabajo 26/12 a 30/12 – Primeras pruebas del trabajo 31/12 a 04/01 – Alcances primarios de las diferentes pruebas 05/01 a 12/01 – Mejora de la investigación 13/01 a 16/01 – Conclusiones de la presente Investigación.

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MARCO TEORICO HISTORIA DE LA INDUSTRIA DEL PLÁSTICO El invento del primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collarder ofreció una recompensa de 10 000 dólares a quien consiguiera un sustituto del marfil natural, destinado a la fabricación de bolas de billar. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano John Wesley Hyatt, quien desarrolló el celuloide disolviendo celulosa (material de origen natural) en una solución de alcanfor y etanol. Si bien Hyatt no ganó el premio, consiguió un producto muy comercial que sería vital para el posterior desarrollo de la industria cinematográfica de finales del siglo XIX. En 1909, el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de gran interés comercial a partir de moléculas de fenol y formaldehído. Se le bautizó con el nombre de baquelita y fue el primer plástico totalmente sintético de la historia. Esta fue la primera de una serie de resinas sintéticas que revolucionaron la tecnología moderna iniciando la “era del plástico”. A lo largo del siglo XX el uso del plástico se hizo popular y llegó a sustituir a otros materiales, tanto en el ámbito doméstico, como industrial y comercial. En 1919 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de los materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que estos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos realizados para probar estas afirmaciones

iniciaron

numerosas

investigaciones

científicas

que

produjeron enormes avances en esta rama de la química.

CONCEPTO PLÁSTICO 9

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial El término plástico en su significado más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación

y

poseen,

durante

un

intervalo

de

temperaturas,

propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales. La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un escaso grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.

TIPOS DE PLÁSTICOS Y USOS  Según el monómero base En esta clasificación se considera el origen del monómero del cual parte la producción del polímero. Naturales: Son los polímeros cuyos monómeros son derivados de productos de origen natural con ciertas características como, por ejemplo, la celulosa, la caseína y el caucho. Dentro de dos de estos ejemplos existen otros plásticos de los cuales provienen: Los derivados de la celulosa son: el celuloide, el celofán y el cellón. Los derivados del caucho son: la goma y la ebonita. Sintéticos: Son aquellos que tienen origen en productos elaborados

por

el

hombre,

principalmente

derivados

del petróleo como lo son las bolsas de polietileno

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BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial  Según su comportamiento frente al calor Termoplásticos Un termoplástico es un plástico que, siendo plástico o deformable a temperatura ambiente, se convierte en líquido cuando se calienta y se endurece en un estado vítreo cuando se enfría suficiente. La mayor parte de los termoplásticos son polímeros de alto peso molecular, los cuales poseen cadenas asociadas por medio de débiles fuerzas de Van der Waals (polietileno), fuertes interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno, o incluso anillos

aromáticos

apilados

(poliestireno).

Los

polímeros

termoplásticos difieren de los polímeros termoestables en que, después de ser calentados y moldeados, pueden ser recalentados y formar otros objetos, ya que en el caso de los termoestables o termoduros, su forma después de enfriarse no cambia. Sus propiedades físicas cambian gradualmente si se funden y se moldean varias veces. Los principales termoplásticos son: 

Resinas celulósicas: obtenidas a partir de la celulosa, el material constituyente de la parte leñosa de las plantas. Pertenece a este grupo el rayón.



Polietilenos y

derivados:

el etileno obtenido posteriormente,

Emplean

del craqueo

permite

del

obtener

como

materia

petróleo que, diferentes

prima tratado

monómeros

como acetato de vinilo, alcohol vinílico, cloruro de vinilo, etc. Pertenecen a este grupo el PVC, el poliestireno, el metacrilato, etc. 

Derivados

de

las proteínas:

Pertenecen

a

este

grupo

el nailon y el perlón, obtenidos a partir de las diamidas.

11

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial 

Derivados del caucho: Son ejemplo de este grupo los llamados comercialmente pliofilmes, clorhidratos de caucho obtenidos adicionando ácido clorhídrico a los polímeros de caucho.

Termoestables Los plásticos termoestables son materiales que, una vez que han sufrido

el

proceso

de

calentamiento-fusión

y

formación-

solidificación, se convierten en materiales rígidos que no vuelven a fundirse. Generalmente para su obtención se parte de un aldehído. 

Polímeros del fenol: Son

plásticos duros, insolubles e

infusibles, pero, si durante su fabricación se emplea un exceso de fenol, se obtienen termoplásticos. 

Resinas epoxi.



Resinas melamínicas.



Baquelita.



Aminoplásticos: Polímeros de urea y derivados. Pertenece a este grupo la melamina.



Poliésteres:

Resinas

la esterificación de polialcoholes que

procedentes suelen

de emplearse

en barnices. Si contienen ácido en exceso, se obtienen termoplásticos.  Según la reacción de síntesis También pueden clasificarse según la reacción que produjo el polímero: Polímeros de adición Implican siempre la ruptura o apertura de una unión del monómero para permitir la formación de una cadena. En la 12

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial medida que las moléculas son más largas y pesadas, la cera parafínica se vuelve más dura y más tenaz. Ejemplo: 2n H2C=CH2 → [-CH2-CH2-CH2-CH2-]n Polímeros de condensación Son aquellos donde los monómeros deben tener, por lo menos, dos grupos reactivos por monómero para darle continuidad a la cadena. Ejemplo: R-COOH + R'-OH → R-CO-OR' + H2O Polímeros formados por etapas La cadena de polímero va creciendo gradualmente mientras haya monómeros disponibles, añadiendo un monómero cada vez. Esta categoría incluye todos los polímeros de condensación de Carothers y además algunos otros que no liberan moléculas pequeñas, pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo los poliuretanos  Según su estructura molecular Amorfos Son amorfos los plásticos en los que las moléculas están dispuestas desordenadamente y no presentan ningún tipo de orden. Al no existir orden entre cadenas se crean huecos por los que pasa la luz, razón por la que los polímeros amorfos son transparentes. Semicristalinos Los polímeros semicristalinos Tienen zonas con cierto tipo de orden junto con zonas amorfas. En este caso al tener un orden existen menos huecos entre cadenas por lo que no pasa la luz a no ser que posean un espesor pequeño.

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BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial Cristalizables Según

la

velocidad

de

enfriamiento,

puede

disminuirse

(enfriamiento rápido) o incrementarse (enfriamiento lento) el porcentaje de cristalinidad de un polímero semicristalino, sin embargo, un polímero amorfo, no presentará cristalinidad aunque su velocidad de enfriamiento sea extremadamente lenta. Comodities Son aquellos que tienen una fabricación, disponibilidad y demanda mundial, un rango de precios internacional y no requieren gran tecnología para su fabricación y procesamiento. De ingeniería Son los materiales que se utilizan de manera muy específica, creados prácticamente para cumplir una determinada función; requieren tecnología especializada para su fabricación o su procesamiento y son de precio relativamente alto. Elastómeros o cauchos Los elastómeros se caracterizan por su gran elasticidad y capacidad de estiramiento y rebote, recuperando su forma original una vez que se retira la fuerza que los deformaba. Comprenden los cauchos naturales obtenidos a partir del látex natural y los sintéticos; entre estos últimos se encuentran el neopreno y el polibutadieno. Los elastómeros son materiales de moléculas grandes, las cuales después de ser deformadas a temperatura ambiente, recobran en mayor medida su tamaño y geometría al ser liberada la fuerza que los deformó.

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ANTECEDENTES A LOS BIOPLÁSTICO Los primeros plásticos derivaron de materiales orgánicos, aunque originalmente no fueron llamados bioplásticos. EL pionero fue John Wesley Hyatt Jr. quien 1869 creo un plástico derivado de celulosa de algodón como sustituto del marfil. Años más tarde se creó el celuloide, un material que aún se utiliza para fabricar películas fotográficas y de filmación. Otro plástico derivado de celulosa, el celofán creado en 1912, hoy en día también es utilizado. En 1910, el científico ruso Sergéi Lébedev creó el primer polímero de caucho sintetizado a partir del butadieno y desde entonces los plásticos sintéticos han desplazado a los bioplásticos. Los plásticos derivados del petróleo eran más económicos y adecuados para una producción masiva, además tenían mejores propiedades mecánicas. Es así que en la primera mitad del siglo se crearon muchos de los plásticos que empleamos hoy en día. El primero de ellos fue el PVC (1936), luego el poliuretano (1937) y el poliéster insaturado o PET, el cual fue patentado en 1942 y que desde entonces se ha convertido la principal materia prima para elaborar botellas de plástico.

PROPIEDADES GENERALES DEL BIOPLÁSTICO Los bioplásticos cuentan con las mismas características de los plásticos convencionales como: Flexibilidad Fácilmente moldeables Resistentes Buena capacidad de barrera a la humedad, La diferencia que podemos encontrar entre el plástico convencional y los bioplásticos, es que los bioplásticos son biodegradables y compostables, mientras que el plástico convencional no lo es. 15

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TIPOS DE BIOPLÁSTICO Bioplásticos procedentes total o parcialmente de fuentes renovables Comprenden tanto los bioplásticos cuyos monómeros proceden de la biomasa (almidón y celulosa), como aquellos cuyos monómeros son producidos mediante la fermentación de recursos renovables, aunque el proceso de polimerización posterior sea por vía química convencional.

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Bioplásticos

sintetizados

por

vía

biotecnológica

Existen dos vías biotecnológicas para la producción de bioplásticos. El

primero

consiste

en

la

obtención

los monómeros y polimerización posterior

por

biotecnológica vía

química

de

(ácido

poliláctico-PLA). Otra vía es la síntesis integral de los bioplásticos mediante procedimientos

biotecnológicos,

fundamentalmente

por fermentación microbiana, aunque se están contemplando a más largo plazo otras tecnologías basadas en la utilización de plantas genéticamente modificadas. Un ejemplo son los Polihidroxialoanatos (PHA). Polímeros biodegradables sintéticos (no procedentes de fuentes renovables) Proceden de la polimerización de monómeros obtenidos de fuentes fósiles. Por su estructura son biodegradables según las normas de

biodegradabilidad y compostaje (ASTM D6400 y EN13432). Ejemplo de este tipo de materiales lo constituyen el grupo de Poliésteres alifáticos y alifáticos-aromáticos.

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NORMAS DE CALIDAD DE PLÁSTICOS

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Pruebas de caracterización, desempeño y resistencia 21

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial Este grupo de pruebas está orientado a demostrar la funcionalidad del envase frente a los procesos usuales de manufactura, manipulación, transporte y almacenamiento, a los que será sometido el envase durante su uso. Igualmente, a demostrar la capacidad del material para proteger al producto de factores externos como la luz, la humedad, el vapor de agua y otros. Las pruebas designadas como para un uso específico son pruebas necesarias para determinar el uso adecuado del tipo de envase y su material, en aplicaciones en que se requiera una condición especial, como el caso de envases para productos con gas. Los envases evaluados en el presente trabajo cumplieron las especificaciones para las diferentes pruebas realizadas. Pruebas fisicoquímicas y químicas (sobre extracto en agua) Mediante estas pruebas se puede predecir el potencial efecto que el material de envase podría ejercer sobre el producto envasado, siendo, por tanto, indispensables a la hora de escoger un envase apropiado para un uso específico. La extracción en agua se realizó según el procedimiento descrito en la farmacopea americana USP-30 prueba o USP-32 prueba para las siguientes pruebas: determinación de metales pesados, determinación de pH, absorbancia, residuo no volátil, residuo de incineración y capacidad amortiguadora. Con el objeto de comparar dos métodos distintos de extracción, se escogieron dos condiciones de ensayo: la original a 70 °C por 24 horas (Extracto A), y una segunda utilizando un procedimiento acelerado a 121 °C y 15 libras de presión por una hora (Extracto B). El procedimiento exige realizar la extracción con 20 mL de agua por cada porción de material equivalente a un área de 120 cm2 (incluidas 22

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial ambas caras). Para facilitar la toma y manejo de la muestra, se determinó el peso de trozos de 2 × 2 cm, equivalente a 8 cm2 incluidas ambas caras. El peso en gramos del material, se sometió a los respectivos procesos de extracción, teniendo en cuenta el ajuste del peso requerido al volumen de extracción total.

NORMAS ASTM D-6400: This specification covers plastics and products made from plastics that are designed to be composted in municipal and industrial aerobic composting facilities. This specification is intended to establish the requirements for labeling of materials and products, including packaging made from plastics, as "compostable in municipal and industrial composting facilities." The properties in this specification are those required to determine if plastics and products made from plastics will compost satisfactorily, including biodegrading at a rate comparable to known compostable materials. Further, the properties in the specification are required to assure that the degradation of these materials will not diminish the value or utility of the compost resulting from the composting process. The following safety hazards caveat pertains to the test methods portion of this standard: This standard does not purport to address all of the safety concerns, if any, associated with its use. It is the responsibility of the user of this standard to establish appropriate health and safety practices and to determine the applicability of regulatory limitations prior to use.

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BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial “Esta especificación cubre los plásticos y los productos hechos de plástico que están diseñados para ser compostado en instalaciones de compostaje aeróbico municipales e industriales. Esta especificación tiene por objeto establecer los requisitos para el etiquetado de materiales y productos, incluidos los envases fabricados con plástico, como "compostable en instalaciones de compostaje municipales e industriales." Las propiedades en esta memoria descriptiva son los necesarios para determinar si los plásticos y los productos hechos a partir de plásticos se compostar satisfactoriamente, incluyendo biodegradar a una velocidad comparable a los materiales compostables conocidos. Además, las propiedades en la especificación son necesarios para asegurar que la degradación de estos materiales no disminuirá el valor o la utilidad del compost resultante del proceso de compostaje. La siguiente advertencia de peligros para la seguridad se refiere a la parte de los métodos de ensayo de esta norma: Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.”

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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS BIOPLÁSTICOS  Ventajas:  Los bioplásticos son sintetizados por muchas especies de distintos géneros bacterianos, por lo que contaminan menos que 

los plásticos convencionales. Su degradación cumple un papel muy importante en la supervivencia bacteriana y en los mecanismos de resistencia al



estrés, en condiciones de baja concentración de nutrientes. Son termoplásticos y poseen propiedades similares a las de los



plásticos derivados del petróleo. Pueden ser totalmente degradados por las bacterias que los

 

producen, y por otras bacterias, hongos y algas. Pueden ser producidos a partir de recursos renovables. Su producción fermentativa utiliza productos derivados de la



agricultura como fuente de carbono. Mientras que los plásticos derivados de hidrocarburos utilizan las escasas reservas petroquímicas del planeta, la producción de bioplásticos se basa en la utilización de recursos renovables.

 Desventajas:  A pesar de las evidentes ventajas de los bioplásticos frente a los plásticos derivados del petróleo, su uso está muy limitado debido  

a solo una causa: Su alto costo de producción. A este motivo le añadimos la ignorancia de algunos empresarios y es por lo que no invierten en bioplásticos. Por este motivo, gran parte de las investigaciones realizadas sobre bioplásticos en los últimos años se han concentrado en reducir los costos de producción y aumentar la productividad utilizando diversas estrategias. Entre ellas se encuentran el rastreo de nuevas cepas productoras, la optimización de las estrategias de cultivo y



producción. Aunque al utilizar por lo menos en 80% los bioplásticos en el mercado mundial podría surgir otro problema, el cual sería: 25

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Dar orientación a la población en general para separar los desechos de envases hechos con biopolímeros, para su óptimo reciclaje, ya que no se deben de mezclar con los plásticos



convencionales al momento de reciclar. Crear contenedores con un color especial para los desechos de biopolímeros.

MATERIALES Y MÉTODOS En la elaboración del almidón se utilizaron diferentes tipos de materiales, los cuales se presentan en la tabla a continuación:

MATERIALES PARA LA ELABORACIÓN DEL BIOPLÁSTICO Descubrimos una manera sencilla de elaborar el bioplástico.

Cuadro 1. Materiales y cantidades, utilizados en la obtención del almidón de la cáscara del plátano.

Utilizamos como materia primaingredientes que podemos encontrar

en

nuestros hogares como: el agua, almidón, vinagre y glicerina las cuales se utilizaron en cantidades determinadas experimentalmente. En el proceso de elaboración del bioplástico se utilizaron como materia prima los siguientes materiales: 26

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Cuadro 2. Cantidades específicas de los componentes de la mezcla para la elaboración del bioplástico

DESARROLLO DE LA INVESTIGACION PROCEDIMIENTO PARA LA EXTRACCIÓN DEL ALMIDÓN A continuación, se describen los procedimientos utilizados en la elaboración de muestras de bioplásticos. Solución antipardeamiento Esta solución tiene como función evitar la oxidación

enzimática

del

almidón.

Esta

solución se extrajo del jugo de la naranja agria; ya que en revisión de la literatura hace referencia que la Vitamina C (presente en todos los cítricos) ayuda a prevenir dicha oxidación. Lavado de los plátanos El lavado de los plátanos se realizó con agua de la red pública, y se realizó con la intención de eliminar cualquier tipo de suciedad externa que pudiese presentarse en las cáscaras. 27

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial Pelado de plátanos e inmersión de las cáscaras Con ayuda de un cuchillo se realizan cortes a lo largo de la fruta, para posteriormente desprender la cáscara del plátano. Inmediatamente se pela el plátano, se debe hacer la inmersión de la cáscara, en la solución antipardeamiento para evitar la oxidación mencionada. Rayado del endocarpio y deshidratación En nuestro caso, se puede decir que reciclamos las cáscaras, que en otro caso serían para el desperdicio. Con ayuda de un cuchillo se rayan las cáscaras (el endocarpio) para extraer lo que queda del plátano, que es de donde se obtendrá posteriormente el almidón. A medida que se obtienen las tiras de almidón de las cáscaras, se van colocando en las parrillas, para ser deshidratadas. Molienda, triturado y tamizado Una vez deshidratadas, las tiras se trituran y muelen, para obtener una especie de polvillo. Finalmente, el polvillo se tamizó para obtener una granulometría homogénea. Para verificar si en efecto se estaba obteniendo almidón se procedió a colocar gotas de yodo sobre muestras del producto tamizado. La aparición de algún tipo de coloración oscura, como resultado de este procedimiento, es indicativo de la presencia de almidón en la sustancia.

PROCEDIMIENTO BIOPLÁSTICO

PARA

LA

ELABORACIÓN

DEL

Por cada cucharada de almidón se agregan 4 cucharadas de agua, una cucharada de vinagre y una cucharadita de glicerina. La mezcla obtenida se debe revolver hasta su completa homogenización y cocción hasta que espese. 28

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial La pasta, así obtenida, se dispersa sobre una superficie seca y lisa para su secado.

RESULTADOS OBTENIDOS Primeramente, se realizó la extracción del almidón de las cáscaras del plátano. En seguida, se procedió con la fabricación del bioplástico, para ello aplicamos diferentes técnicas estudiadas e investigadas de manera grupal, con anticipación. 29

BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial El bioplástico obtenido presentó propiedades físicas, químicas y ecológicas adecuadas, que cuidaran del planeta en gran medida De todos los métodos para fabricación de bioplásticos probados en este proyecto logró sobresalir el que se realizó a base de vinagre y glicerina, ya que se observó que presentaba buenas propiedades mecánicas, como lo son la flexibilidad y la resistencia. La temperatura de secado fue constante, para brindarle una característica uniforme.

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CONCLUSIONES  Como producto final de nuestra investigación obtuvimos bioplásticos con características y propiedades químicas favorables para el medio ambiente.  La elaboración y secado de la cascara de plátano se llegaron a realizar sin muchas complicaciones.  La mayor complejidad del proyecto fue la obtención del almidón de la cáscara de plátano, ya que se requería de diferentes pruebas tanto físicas como químicas.  Haciendo referencia a la pigmentación del bioplástico, consiste en escoger el tinte de mayor conveniencia, dependiendo del uso final que se le dará.

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BIOPLASTICOS A BASE DE CASCARA DE PLATANO Ingeniería Industrial

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