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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE AGRONOMIA ESCUELA DE AGRONOMIA PROGRAMA DE ESTUDIOS DE AGRONOMIA

TEMA:

Extracción de lignina de la cascara de mango y su aplicación.

CURSO:

Química orgánica

DOCENTE: Ing. HUERTA ALATA Marcela Roxana INTEGRANTES:    

AROTAYPE TORRES Bryan Jamil. BENAVENTE ESQUINARILA Alejandra Zarait BUSTINZA MAYHUA Juan Diego CALIZAYA HUIDA Alonso

MAJES – PEDREGAL 2019

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INDICE

INTRODUCCION .......................................................................................................................... 4 1.TITULO DE LA INVESTIGACION ...................................................................................... 5 2.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................... 6 3.ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION ..................................................................... 8 4.OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION ............................................................................... 9 4.1.OBJETIVO GENERAL ................................................................................................... 9 4.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................................... 9 5.JUSTIFICACION ................................................................................................................. 10 6.HIPOTESIS DE LA INVESTIGACION .............................................................................. 11 7.MARCO TEORICO .............................................................................................................. 12 7.1.LA LIGNINA ................................................................................................................. 12 7.1.1. UNIDADES ESTRUCTURALES DE LA LIGNINA ........................................... 13 7.1.2. MÉTODOS DE EXTRACCIÓN Y AISLAMIENTO DE LIGNINA .................... 17 7.1.3. LA LIGNINA: FUENTE DE MATERIAS PRIMAS RENOVABLES ................. 20 7.1.4. OBTENCIÓN DE MOLÉCULAS PLATAFORMA A PARTIR DE LA LIGNINA 21 7.2.MANGO (MANGÍFERA INDICA) .............................................................................. 23 7.2.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE LOS RESIDUOS DEL MANGO 24

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7.2.2. MATERIAL LIGNOCELULOSICO...................................................................... 25 8. METODOS ........................................................................................................................... 27 8.1.TIPO DE ESTUDIO ...................................................................................................... 27 8.2.UBICACIÓN.................................................................................................................. 27 8.2.1. SITIO DE RECOLECCIÓN DE LAS MUESTRAS. ............................................. 27 8.2.2. SITIO DE TRABAJO DE LABORATORIO. ........................................................ 27 8.3.POBLACION Y MUESTRA ......................................................................................... 27 8.4.TECNICAS Y PROCEDIMIENTOS ............................................................................ 27 8.4.1. PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS ................................................................... 27 8.5.PROCEDIMIENTO LIGNINA KLASON .................................................................... 27 9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................................................................... 29 ANALISIS FISICO-QUIMICOS ......................................................................................... 29 10. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS............................................................................ 30 11. DIAGRAMA DE GANNTT .............................................................................................. 31 12. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 32

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INTRODUCCION El desarrollo y búsqueda de nuevos mecanismos biotecnológicos que permitan hacer uso de materias primas alternativas, es de mucha importancia, especialmente en casos donde materias primas producidas a gran escala de fuentes comunes llevan al agotamiento de estos con el tiempo, por lo cual es necesario buscar nuevas fuentes para obtener materia prima que remplacen estos y que sean amigables con el medio ambiente , una opción es la producción de lignina extraída de la biomasa vegetal del cual se obtienen cantidades considerables en la industria maderera y papelera, por lo cual es necesario ampliar la opciones de biomasas vegetales como la cáscara de mango para poder extraer lignina, el objetivo de este proyecto de investigación es poder conocer la cantidad de lignina que se puede obtener de la cáscara de mango a través del proceso físico-químico de este y comprobar si es aprovechable el uso de la cascara de mango para obtener la lignina.

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1. TITULO DE LA INVESTIGACION

EXTRACCIÓN DE LIGNINA DE LA CASCARA DE MANGO Y SU APLICACIÓN

Cascara de mango triturada para la extracción de la lignina

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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El plástico convencional es uno de los grandes inventos del siglo XX, está elaborado a partir de residuos fósiles (petróleo), lo cual origina la mayor cantidad de contaminación en el ambiente al tardar alrededor de mil años en degradarse totalmente, además de ser tóxicos para los seres vivos. Si bien es cierto que el reciclaje reduce el problema, no es suficiente para eliminarlo. Es por ello que se trató de elaborar un polímero alterno a los convencionales utilizando la cáscara del mango. Sabemos que dentro de la lignina se encuentra los polímeros ya que en nuestro proyecto se recalca la extracción de lignina la cuál (Bernal Toledo Martha Elena, 10 de febrero de 2017)es un polímero complejo, tridimensional, globular, irregular, insoluble y de alto peso molecular, formado por unidades de fenilpropano, cuyos enlaces son relativamente fáciles de hidrolizar por vía química o enzimática. Los polifenoles son compuestos naturales con múltiples propiedades biológicas relacionadas con beneficios para la salud. La cáscara de mango es un residuo agroindustrial con alto contenido de polifenoles. Con ello se podría mejorar la salud e incrementar la supervivencia de organismos acuáticos de importancia comercial, etc. Actualmente se conocen más de 8 000 estructuras polifenólicas. Básicamente, se pueden clasificar en: fenoles simples, benzoquinonas, ácidos fenólicos, acetofenonas, ácidos fenilacéticos, ácidos hidroxicinámicos, fenilpro-penos, cumarinas, naftoquinonas, xantonas, estilbenos, cromonas, antraquinonas, flavonoides, lignanos y ligninas .Se caracterizan químicamente por tener anillos aromáticos con grados de hidroxilación variable; en su

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mayoría se encuentran asociados con uno o más azúcares unidos a grupos hidroxilo o directamente al anillo aromático. Como ya sabemos la lignina se puede extraer de diferentes productos la almendra, el vagazo de la caña, árboles, etc. La lignina está presente en todas las plantas vasculares, y al igual que muchos otros componentes de la biomasa, se forma mediante la reacción de fotosíntesis. Con el propósito de aprovechar la cáscara de mango, se han llevado a cabo numerosas investigaciones para determinar su composición química y

la funcionalidad de sus

componentes, por lo cual en este proyecto se da conocer la extracción de la lignina de la cascara de mango y su aplicación enfocándonos mas que todo a la extracción de un bioplástico orgánico para evitar la contaminación del medio ambiente.

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3. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION 

En la universidad EAFIT en el año 2007, aplicaron tratamientos de hidrólisis al residuo del mango común con el fin de hacer la conversión de sus polisacáridos a unidades fermentables y obtuvieron como conclusiones que el tratamiento que mejor combina la producción de azucares fermentables y condiciones de tratamientos suaves, es la hidrólisis térmica más la hidrólisis enzimática (Giraldo, Correa, & C.E., 2007)



En el 2009 investigadores de la universidad de San Buenaventura con sede en Cali evaluaron la producción de etanol a partir de hidrólisis y fermentación simultánea (HFS) de residuos generados en el procesamiento de mango común (Mangifera indica) utilizando dos cepas de levadura comercial Saccharomyces cerevisiae recombinante RH 218, obteniendo como conclusión que es favorable realizar tratamientos que favorezcan de los materiales lignocelulósicos para la obtención de etanol al reducir el tamaño de la partícula de la materia prima a 245 µm (Luis Fernando Mejía, Vol. 7, Nº. 2, 2009)

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4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 4.1.OBJETIVO GENERAL 

Extracción de lignina proveniente de la cascara de mango para utilizarse en diferentes procesos.

4.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Realizar el proceso de analisis fisico-quimicos en los residuos agroindustriales de mango (Mangifera Indica L).



Establecer la efectividad de este metodo extracción, separación y caracterización de lignina a partir de la cascara de mango (Mangifera Indica L).



Identificar los diferentes usos que se le pueden dar al extraer este polímero orgánico.

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5. JUSTIFICACION El motivo de este proyecto de investigación es ofrecer una ampliación de las materias primas para la extracción de lignina, porque es un polímero orgánico eficiente como para poder crear productos orgánicos biodegradables, así contribuyendo a disminuir la contaminación ambiental, ya que puede ser un efectivo sustituyente del plástico, biocombustibles. El cual lo convierte en una nueva opción para recursos energéticos del futuro ya que los combustibles actuales derivados del petróleo las reservas de estas se están agotando. En el presente proyecto de investigación veremos los aspectos generales de la lignina concepto, tipos, antecedentes de extracción de lignina en distintas biomasas vegetales y estudiaremos la extracción de la lignina en la cascara de mango (Mangifera indica L.) para poder utilizarla como materia prima o recurso renovable para la producción de productos químicos y biocombustibles.

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6. HIPOTESIS DE LA INVESTIGACION La cascara de mango (Mangifera indica L.) es un material sumamente fibroso con poco contenido de elementos minerales, también posee Como promedio 32% de azucares reductores, mientras que en los componentes fibrosos están la celulosa 13%, la LIGNINA 13% y la pectina 7% en base seca respectivamente. Teniendo en cuenta que el contenido de los componentes físicos y el contenido de nutrientes del MANGO (Mangifera indica L.) y que este se cosecha en diferentes fechas del año, es possible que el porcentaje de la lignina en la cascara de varie con los datos de las cantidades extraidas por otros metodos existentes.

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7. MARCO TEORICO 7.1.LA LIGNINA La lignina es uno de los biopolímeros más abundantes en las plantas y junto con la celulosa y la hemicelulosa conforma la pared celular de las mismas en una disposición regulada a nivel nanoestructural, dando como resultado redes de lignina-hidratos de carbono. La composición o distribución de los tres componentes en esas redes varía dependiendo del tipo de planta. En el caso de la composición de la madera, los rangos más comúnmente encontrados son: Celulosa: 38-50%; Hemicelulosa: 23-32% y Lignina: 15-25%. (Bio-based, 2007) La lignina está presente en todas las plantas vasculares, y al igual que muchos otros componentes de la biomasa, se forma mediante la reacción de fotosíntesis. La lignina está considerada como un recurso renovable asequible y de potencial uso industrial, cuya producción anual se ha estimado en el intervalo de 5-36 x 108 toneladas. En la Tabla 1 se presentan los porcentajes con respecto al contenido de lignina de varios tipos de plantas importantes desde el punto de vista comercial. (Gellerstedt, 2008)

Porcentaje de lignina en diferentes tipos de plantas

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El botánico suizo A.P. Candolle (1778-1841) utilizó el término "lignina" (derivado del latín lignum = madera) por primera vez. Posteriormente en 1865 Schulze y col. utilizaron el término para describir la parte disuelta de madera cuando se trata con ácido nítrico. En la década de 1960 con el desarrollo de herramientas de análisis bioquímico y química orgánica, se acumuló mayor cantidad de información de interés con respecto a este biopolímero. Desde entonces, la investigación sobre lignina ha crecido a un ritmo acelerado, llamando así la atención predominantemente de las industrias papeleras. 7.1.1. UNIDADES ESTRUCTURALES DE LA LIGNINA La definición estructural de la lignina nunca ha sido tan clara como la de otros polímeros naturales tales como celulosa y proteínas, debido a la complejidad que afecta su aislamiento, análisis de la composición, y la caracterización estructural. El problema de una definición precisa para la lignina se asocia con la naturaleza de sus múltiples unidades estructurales, las cuales no suelen repetirse de forma regular, dado que la composición y estructura de la lignina varían dependiendo de su origen y el método de extracción o aislamiento utilizado. (Lu, 2010)

Modelo estructural de la lignina de madera aserrada (Lu, 2010)

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Según la definición estructural de lignina dada por Brauns -que es generalmente la más aceptada- las ligninas tienen las siguientes características: 

Son polímeros vegetales construidos a base de unidades de fenilpropanoides.



Presentan la mayor parte de los grupos metoxilo contenidos en la madera.



Son resistentes a la hidrólisis ácida, fácilmente oxidables, solubles en bisulfito o álcalis caliente, y fácilmente condensables con fenoles o tioles.



Cuando se hace reaccionar con nitrobenceno en una solución alcalina caliente, las ligninas producen principalmente vainillina, siringaldehído y p-hidroxibenzaldehído en función del origen de las ligninas.



Cuando se colocan a ebullición en una solución etanólica de ácido clorhídrico, las ligninas forman monómeros del tipo ¨cetonas de Hibbert¨ (mezcla de cetonas aromáticas resultantes de la ruptura de los principales enlaces éter (β-O-4) entre unidades de lignina) (Lu, 2010)

En general, las ligninas son copolímeros que se derivan principalmente de tres unidades fenilpropanomonoméricas (monolignoles) básicas (A):

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

alcohol p-cumarílico (1).



alcohol coniferílico (2).



alcohol sinapílico (3).

También existen otros tipos de monolignoles (coniferil-derivados) (B): 

coniferaldehído (4)



alcohol dihidroconiferílico (5)



alcohol coniferil-9-acetato (6)



alcohol 5-hidroxiconiferílico (7). (Gellerstedt, 2008)

Los monolignoles son dirigidos a diferentes tipos de regiones de la pared celular, en las que polimerizan formando biopolímeros con propiedades biofísicas características, los cuales en conjunto refuerzan la pared celular. Las ligninas son consideradas mezclas racémicas, como se evidencia por análisis de diversos fragmentos diméricos tales como, (±)-pinoresinoles y (±)siringoresinoles (Davin, 2005). Los tres principales monolignoles (Figura 2a) se forman en el citoplasma a través de la ¨ruta del shikimato¨ que produce fenilalanina como intermedio clave. Los monolignoles se generan mediante reacciones de desaminación, hidroxilación, reducción y metilación catalizadas por diversas enzimas. Estos monolignoles reaccionan en la pared celular, a través de reacciones de oxidación catalizadas por peroxidasas (intermedios radicalarios) para formar finalmente polímeros de lignina. (Chiang, 2006)

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Ruta de biosíntesis de lignina (Gellerstedt, 2008) Los porcentajes de distribución de los principales monolignoles dependen del tipo de planta. El monolignol más abundante en las maderas blandas es el alcohol coniferílico, que puede llegar a superar el 95% del total de monolignoles presentes; mientras que en las maderas duras coexisten fundamentalmente los alcoholes coniferílico y sinapílico. En el caso de plantas del tipo herbáceas, puede haber proporciones similares de los tres monolignoles principales.

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Porcentaje de los diferentes monolignoles presentes en la lignina para varios tipos de plantas (Gellerstedt, 2008) Estos compuestos del tipo monolignoles son interesantes reactivos de partida para la producción de compuestos aromáticos de alto valor añadido en la industria petroquímica, la cual utiliza comúnmente recursos fósiles como materias primas. Debido a la disminución de las reservas de petróleo, el aprovechamiento de las fuentes alternativas de energía y productos químicos está acaparando la atención de muchos investigadores; en este sentido, la biomasa se presenta como una de las soluciones asequibles para reducir en cierta medida nuestra dependencia del petróleo. El presente artículo tiene como objetivo principal presentar a la lignina desde sus características estructurales, métodos de aislamiento, haciendo hincapié en las potencialidades que presenta este biopolímero para la obtención de distintos compuestos químicos de interés industrial. Para ello, se realiza una pequeña revisión de los principales métodos de despolimerización -actualmente en investigación- comentando sus ventajas y desventajas, y como éstas pueden influenciar su posterior aprovechamiento. Además, se discuten las perspectivas de utilización de distintos derivados de la lignina en procesos catalíticos (y no catalíticos), considerando su futura implementación en el mercado actual ya sea como nuevos productos o como sustitutos de los productos petroquímicos convencionales. 7.1.2. MÉTODOS DE EXTRACCIÓN Y AISLAMIENTO DE LIGNINA La lignina puede ser aislada del material lignocelulósico mediante una variedad de métodos que implican diferentes procesos mecánicos y/o químicos. Estos métodos se pueden agrupar en dos vías principales. El primer grupo incluye métodos en los que se libera la celulosa y hemicelulosa mediante solubilización, dejando la lignina como residuo insoluble; mientras que el segundo grupo

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incluye métodos que implican la disolución de la lignina, dejando como residuos insolubles la celulosa y la hemicelulosa, seguido de la recuperación de lignina a partir de la fase líquida. Debido a la naturaleza heterogénea de las materias primas (madera y pulpa), no hay ningún método disponible actualmente para el aislamiento cuantitativo de lignina natural o residual, sin el riesgo de modificarla estructuralmente durante el proceso. Sin embargo, la información obtenida sobre la reactividad química y la estructura de la lignina aislada es valiosa (Bauer, 2012) Preparación Lignina

Metodología

de

madera

molida (MWL)

Extracción

Observaciones acuosa

con

Se obtiene alrededor del 20% de

dioxano de la madera finamente

rendimiento a partir de la

molida

lignina original Rendimiento del 95%, pero

Residuo que queda después de contiene 10Lignina enzimática de la hidrólisis de los carbohidratos

12% de carbohidratos, no es

madera molida (MWEL) de la madera finamente molida

completamente soluble en los solventes comunes

Lignina

enzimática

Fracción soluble resultante de Similares a la MWL

celulasa (CEL)

la MWEL Extracto etanólico de madera

Lignina

nativa

Rendimientos y peso molecular

de residual (tamaño de partículas más bajos que los obtenidos por

Braun tipo aserrín)

MWL

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No es representativo de la Disolución química de lignina Ligninas tipo kraft y

lignina a

elevadas

temperaturas

original,

importante

y

tipo sulfito

subproducto en la producción de presiones papel Ligninas

de

bajo

peso

Disolución en medio alcalino molecular, insolubles en agua y Lignina tipo soda

de fibras no madereras tales con

bajos

niveles

de

como, paja, bagazo de caña, etc. contaminantes (por ej. azúcares y azufre) Insoluble, condensados

residuos después

de

la

No es representativo de la

Lignina Klason hidrólisis de polisacáridos con lignina original ácido sulfúrico Diferentes tipos de métodos para el aislamiento de lignina (Obst, 1998) El tipo de proceso de fabricación de la pasta de celulosa empleada por la industria papelera determina el tipo de lignina industrialmente disponible, o al menos las más asequibles en la actualidad. Hay tres tipos de ligninas que corresponden a los tres procesos químicos mayoritarios para la fabricación de pasta de celulosa, a saber: del tipo sulfito, kraft y soda (Lora, 2008)

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Características de los distintos tipos de ligninas comerciales (Vishtal, 2011) 7.1.3. LA LIGNINA: FUENTE DE MATERIAS PRIMAS RENOVABLES La lignina puede tener aplicaciones directas, como las presentadas por los ligno-sulfonatos, compuestos no peligrosos que poseen aplicaciones como dispersantes de pesticidas, emulsificantes y secuestradores de metales pesados. Además la lignina (sin ningún proceso de modificación química) puede ser utilizada como copolimero para incorporarse en resinas tipo fenolformaldehído, polímeros tipo poliolefinas-lignina, poliésteres-lignina, poliuretanos-lignina, etc. Así también, la lignina puede modificarse químicamente (fenolización, demetilación, etc.) y formar parte en formulaciones para mejorar las propiedades de desempeño de resinas o adhesivos (Lora J. &., 2002) (García Calvo-Flores, 2010) (Gandini, 2008) La hidrólisis y la oxidación de la lignina a altas presiones y temperaturas producen compuestos de bajo peso molecular, estos compuestos representan una variedad de productos químicos de alto valor añadido; siendo los más importantes un grupo de compuestos fenólicos, entre los que destacan: vainillina, cresoles, catecoles, guayacol, etc. (Holladay, 2007)

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Sin embargo, durante los próximos años este será un campo prometedor para la obtención de productos con alto valor añadido (Mohamad Ibrahim, 2012)

Esquema representativo de diferentes procesos de transformación de la lignina (Holladay, 2007) Otra posible aplicación de la lignina es como un precursor para la producción de carbón activado. De hecho, como la lignina tiene un alto contenido de carbono y una estructura molecular similar al carbón bituminoso podría ser un precursor ideal. Carrot y col. presentan una revisión donde examinan la química y propiedades texturales de carbones activados producidos a partir de lignina. Estos autores reportan que en condiciones apropiadas de activación es posible obtener materiales con áreas superficiales y volúmenes de poro aproximados a 2.000 m2g-1 y 1 gcm-3, respectivamente; estos materiales tienen una capacidad para la adsorción en fase acuosa de contaminantes metálicos comparable a la de carbones activados comerciales (Suhas Carrott, 2007) 7.1.4. OBTENCIÓN DE MOLÉCULAS PLATAFORMA A PARTIR DE LA LIGNINA La lignina también representa una fuente renovable y potencialmente valiosa para la obtención de compuestos químicos fundamentalmente de tipo aromáticos. Por lo tanto, hay un interés en los métodos químicos y biológicos de degradación de lignina que podrían aprovecharse tanto para la

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descomposición de la lignocelulosa y producir biocombustibles, como para generar productos químicos aromáticos; y por lo tanto, formar la base de una ¨bio-refinería¨. La degradación microbiana de la lignina es un tema de gran relevancia ya que permitiría utilizar directamente plantas lignocelulósicas para la producción de biocombustibles y productos químicos renovables. A pesar de extensas investigaciones sobre la degradación fúngica de la lignina, las rutas catabólicas para su degradación son aún incompletas, dada la compleja mezcla de componentes que se encuentran presentes en la lignina y su resistencia a la descomposición. Se han publicado trabajos que indican que la degradación bacteriana de lignina puede ser más importante de lo que se pensaba. Además hay informes de que la lignina puede ser degradada por hongos (hongos de pudrición blanca y hongos de pudrición marrón) y bacterias (Gram-positivas y Gramnegativas); estos trabajos discuten las rutas metabólicas para la degradación de lignina hasta pequeñas moléculas fenólicas (Higuhi, 2004) (Bugg, 2011. a) (Bugg D. A., 2011. b) Se presenta una clasificación esquemática de distintos procesos térmicos y termoquímicos a los cuales puede someterse la lignina, así como también los productos potenciales que pueden obtenerse en cada caso.

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Líquidos

Hidrólisis

L I

Fenoles guayacol, cresoles

Hidrogenólisis

Hidrodesoxigenación

catecol siringol

e

QUÍMICOS

Adehidos cetonas vainillia siringaldehido acetosiringona

G Pirólisis

fenol

catalítica

Hidrocarburos ramificados

N

lineales

COMBUSTIBLES

Termólisis

I

Gases

Gasificación

C

C

N A

Oxidación

Cenizas

Combustión

Cal

C

ELECTRICIDAD

Esquema de procesos termoquímicos para transformación de la lignina y sus productos potenciales. 7.2.MANGO (MANGÍFERA INDICA) El residuo del mango común (Mangifera indica L.) es un material vegetal que contiene gran cantidad de tejido lignocelulósico, el cual puede ser aprovechado para la obtención de metabolitos fermentables y productos de la fermentación. El mango (Mangifera indica L.), pertenece a la familia Anarcadiaceae, que incluye alrededor de 600 miembros. Es una fruta popular y conocida como el rey de las frutas. Se cree que es una de las frutas más antiguas cultivadas; su origen es encontrado en la región Indo-Burma. (Agudelo, 2009) Su temperatura optima de crecimiento es aproximadamente 24°- 27°C, en suelos cuyo pH esté alrededor de 5.5-7.5. (Valencia, 2009)

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Actualmente representa 2 millones de hectáreas solamente en la India. Crece en zonas tropicales a alturas de 4,000 Ft. sobre el nivel del mar, y a 2,000 Ft. En zonas donde las estaciones estén muy marcadas. El tamaño de la fruta varía de 2.5-30 cm de largo. Su forma es ovalada o redonda, con un hueso interior de tamaño significativo. Crece en árboles de hoja perenne. Presenta grandes variedades de tamaño y caracteres. El color depende de la región donde este cultivado, pero abarca mezclas de verde, amarillo y rojo. (Algar EM, 1985) Es una fruta climatérica (adaptación) que es estado de maduración, ideal para el consumo, dura pocos días. (Chiung-Fang, 2009) En Colombia, se produce Mango en abundancia y es utilizado en gran proporción por la industria procesadora de alimentos. La cantidad de residuos industriales generados en el procedimiento y que se consideran desperdicios, pueden ser racionalmente empleados para la extracción de materias primas. 7.2.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE LOS RESIDUOS DEL MANGO PROPIEDAD

VALOR

Humedad

69,00

Almidón

0

Extracto etéreo

0,48

Fibra cruda

9,49

Proteína

0,86

Azucares totales

5,77

Otros compuestos

14,39 (Universidad Nacional de Colombia, 2008)

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Caracterización química de un sustrato de fermentación basado en residuos de mango (50% cáscara - 50% bagazo de mango) (Revista Científica Guillermo de Ockham., 2009) 7.2.2. MATERIAL LIGNOCELULOSICO Los residuos de mango están compuestos en su mayoría por material lignocelulosico. Este material está compuesto por la lignocelulosa (celulosa, hemicelulosa y lignina) que es el principal y más abundante componente de la biomasa producida por la fotosíntesis, anualmente se forman 200,000 millones de toneladas en el mundo (102). La pared celular de las plantas está formada por lignocelulosa, la composición y porcentajes de los polímeros varían entre las especies de plantas, incluso entre la edad y la etapa de crecimiento. (Aro N, Pakula T & Penttila M, 2005) La celulosa es un polímero de D-glucosa unida por enlaces glucosídicos β-1,4 que se estructuran en largas cadenas lineales (microfibrillas) unidas por puentes de hidrógeno y fuerzas de van der Waals intramoleculares, formando una estructura cristalina resistente a la hidrólisis y regiones amorfas susceptibles a la degradación enzimática (104). (Chang, V.S., y Holtzapple, M.T., 2000)

La celulosa es sintetizada, en menores proporciones, por bacterias del género Acetobacter y los tunicados. La hemicelulosa es un polímero complejo de heteropolisacáridos formado por pentosas

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(D-xilosa y L-arabinosa) y hexosas (Dglucosa, D-manosa y D-galactosa) que forman cadenas ramificadas y los ácidos 4O-metilglucurónico, D-galacturónico y Dglucurónico, los azúcares están unidos por enlaces β-1,4 y ocasionalmente por enlaces β-1,3 (106). (Bobleter, O., 1994) La lignina es un heteropolímero amorfo, tridimensional y ramificado formado por alcoholes aromáticos que da soporte estructural, rigidez, impermeabilidad y protección a los polisacáridos estructurales (celulosa y hemicelulosa) y es altamente resistente a la degradación química y biológica. (Beall, F.C. y Eickner, H.W. , 1970) Existen dos tipos de sistemas enzimáticos extracelulares: los que producen hidrolasas que degradan la celulosa (celulasas) y la hemicelulosa (hemicelulasas) y los que despolimerizan la lignina por reacciones de oxidación (peroxidasas y lacasas). En los residuos lignocelulósicos existe una variación en el contenido de celulosa, hemicelulosa y lignina. (Bobleter, O, 1994)

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8. METODOS 8.1.TIPO DE ESTUDIO El estudio fue descriptivo y se llevó a cabo el siguiente proceso: físico-química de la materia prima. 8.2.UBICACIÓN 8.2.1. SITIO DE RECOLECCIÓN DE LAS MUESTRAS. Los residuos del mango se obtuvieron de la especie común proveniente de los puestos de ventas. 8.2.2. SITIO DE TRABAJO DE LABORATORIO. El trabajo de laboratorio se llevó a cabo en el laboratorio de Fitopatología y control de calidad. 8.3.POBLACION Y MUESTRA Las muestras fueron recolectadas en diferentes puntos de ventas teniendo en cuenta que la variedad de mango fuese la común. 8.4.TECNICAS Y PROCEDIMIENTOS 8.4.1. PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS Se refiere a las propiedades o atributos físicos, químicos y bilógicos que posee la materia prima para conservar su calidad. -

8.5.

Lignina klason.

PROCEDIMIENTO LIGNINA KLASON

Según la norma ANSI/ASTM (American National Standard Institute, 1977). 1. Se pesó 1 g de muestra (P1). 2. Se homogenizo con 15 ml de H2SO4 72% y se dejó reposar 12-24 horas. 3. Luego se transvaso el contenido del vaso a un matraz de 1.000 ml.

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4. Se añadieron 560 ml de agua desionizada para pasar de H2SO4 72% a HSO 3%. 5. El matraz se conectó a un refrigerante y se mantuvo a ebullición durante 4 horas en una manta calefactora. 6. Al cabo de las cuales se dejó sedimentar el sólido y se filtró en una placa filtrante, secada en estufa a 105ºC y pesada (P2). 7. El sólido filtrado se lavó con agua desionizada caliente hasta que el pH del agua de lavado no sea ácido. 8. Se secó en estufa a 105ºC durante 12 horas y se pesó (P3). 9. Se tomaron unos 100 mg del sólido seco y se calcinaron en mufla a 430ºC durante 24 horas, obteniéndose así su porcentaje en materia orgánica (MOlig).

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9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ANALISIS FISICO-QUIMICOS PARAMETROS

RESULTADOS

LUND AND

PEÑA,

SMOOT (1982) HÉCTOR, ET.

MEJÍA ET AL., 2007

AL % lignina

0.38%

0.43

0.32

4.73

Los resultados no concuerdan con Lund and Smoot (1982) los cuales afirman que la fibra dietética del mango (Mangifera indica L) está compuesta por (celulosa 0.67 %, hemicelulosa 0.37 %, lignina 0.43 %) esto se puede deber a que la caracterización que hicieron estos autores se basa en la pulpa del mango (Mangifera indica L) no a los residuos. Los resultados arrojados se acercan más a Mejía et al., 2007 que caracterizo los residuos del mango (Mangifera indica L) obteniendo los siguientes valores (celulosa 5.20 %, hemicelulosa 3.70 %, lignina 4.73 %, cenizas 3.38 %, sólidos solubles 4.4, pH 4.08), las variaciones con los anteriores autores pueden deberse a la variedad de mango utilizada a las condiciones ambientales y físicas empleadas.

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10. CONCLUSIONES Y PERSPECTIVAS 

Existen tres tipos diferentes de lignina que provienen de los tres procesos químicos utilizados para la producción de pasta de papel, y que son: lignina tipo sulfito, kraft y soda. A éstos puede añadirse un cuarto tipo que es la lignina tipo Organosolv, especialmente desarrollada en los últimos años.



La lignina ofrece las posibilidades para ser utilizada como materia prima o recurso renovable para la producción de productos químicos y biocombustibles, además de su facilidad de su obtención y aislamiento de la biomasa vegetal, y su asequibilidad a nivel industrial.



Actualmente la obtención de fuentes de energías derivados del petróleo atraviesa una fuerte crisis debido a una disminución en sus reservas, por lo cual la aplicación de nuevas tecnologías dirigidas a generar combustibles a partir de materiales renovables como la lignina, representa una alternativa viable a la demanda energética mundial.



Se puede concluir que existen una gran posibilidad de poder extraer lignina en cantidades aceptables por la existencia de plantas de industrias de la madera y de agricultura distribuidas en diversas zonas del planeta que poseen lignina de biomasa vegetal extraídas del serrín de madera, paja de arroz, entre otros. El cual podría adaptarse a la extracción de lignina en la cascara mango.

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11. DIAGRAMA DE GANNTT

ACTIVIDAD

INICIO

FINAL

OCTBRE semana 4

DEFINICION DEL PROYECTO DE INVESTIGACION

21/10/2019

21/10/2019

RECOPILACION DE INFORMACION

23/10/2019

30/10/2019

1RA REUNION DE GRUPO/ COMPARACION BIBLIOGRAFICA

4/11/2019

4/11/2019

ELABORACION DEL MARCO TEORICO

5/11/2019

6/11/2019

ELABORACION DE ANTECEDENTES DEL PROYECTO

8/11/2019

9/11/2019

ELABORACION DEL PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

12/11/2019

13/11/2019

ELABORACION DE LOS OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION

15/11/2019

16/11/2019

ELABORACION DE LA JUSTIFICACION

18/11/2019

19/11/2019

ELABORACION DE LA HIPOTESIS

19/11/2019

19/11/2019

ELABORACION DE LOS METODOS

22/11/2019

23/11/2019

ELABORACION DEL DIAGRAMA DE GANTT Y BIBLIOGRAFIA

27/11/2019

27/11/2019

semana 5

NOVIEMBRE semana 1

semana 2

semana 3

semana 4

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L.) en

la

obtencion

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