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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TEMA:
“SÍNTESIS DE COLORANTES BIODEGRADABLES A PARTIR DE LA
COCHINILLA ROJA (DACTYLOPIUS COCCUS), COL MORADA (BRASSICA
OLERACEA VAR. CAPITATA F. RUBRA) Y DE LA FLOR DE RETAMA (RETAMA
SPHAEROCARPA L.) PARA EL TEÑIDO DE FIBRAS DE ALGODÓN.”
AUTORES:
BRYAN ALBERTO QUINDE GONZABAY
VIVIANA NARCISA PONCE PONCE
DIRECTOR DE TESIS
ING.MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, M.Sc
GUAYAQUIL, ABRIL DEL 2019
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:
INGENIERO QUÍMICO
TEMA:
“SÍNTESIS DE COLORANTES BIODEGRADABLES A PARTIR DE LA
COCHINILLA ROJA (DACTYLOPIUS COCCUS), COL MORADA (BRASSICA
OLERACEA VAR. CAPITATA F. RUBRA) Y DE LA FLOR DE RETAMA (RETAMA
SPHAEROCARPA L.) PARA EL TEÑIDO DE FIBRAS DE ALGODÓN.”
AUTORES:
BRYAN ALBERTO QUINDE GONZABAY
VIVIANA NARCISA PONCE PONCE
DIRECTOR DE TESIS
ING.MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, M.Sc
GUAYAQUIL, ABRIL DEL 2019
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
ii
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REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN
TÍTULO Y SUBTÍTULO: Síntesis de colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius
coccus), col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama
(Retama sphaerocarpa L.) para el teñido de fibras de algodón.
AUTOR(ES) Ponce Ponce Viviana Narcisa
Quinde Gonzabay Bryan Alberto
REVISOR(ES)/TUTOR(ES)
(apellidos/nombres): Miroslav Alulema Cuesta M.sc
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil
UNIDAD/FACULTAD: Ingeniería Química
MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:
GRADO OBTENIDO: Ingeniero Químico
FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGINAS: 193
ÁREAS TEMÁTICAS: Tecnología, proceso y desarrollo industrial.
PALABRAS CLAVES/
KEYWORDS: Colorantes, Ácido Carmínico, Antraquinona, luteína, antocianinas, absorbancia,
teñido, fibras textiles.
RESUMEN/ABSTRACT:
En el presente trabajo se basa en la extracción de los pigmentos, para obtener colorantes naturales tales como: la Luteolina
obtenida de la flor de retama, antocianina de la col morada y antraquinona de la cochinilla, con el objetivo de obtener los
colorantes primarios como: amarillo, azul y rojo identificados por el análisis espectrofotómetro UV-Vis. Los cuales se
utilizaron para el proceso de teñido en fibras de algodón. Para la fijación de los colorantes naturales se realizaron 2
procesos de teñido variando los pH en el baño de teñido donde: el primer proceso se utilizó como mordiente el alumbre
variando las cantidades en relación al peso total de la tela a teñir. En el segundo proceso se utilizó el alumbre más
Bicarbonato de sodio, donde en este último se obtiene mejores resultados en el teñido de fibras de algodón. Se realizó
análisis por el sistema CIE para la identificación del color.
ADJUNTO PDF: X SI NO
CONTACTO CON
AUTOR/ES: Teléfono:
O993978050
0980412796
E-mail:
viviana.poncep@ug.edu.ec
bryan.quindeg@ug.edu.ec
CONTACTO CON LA
INSTITUCIÓN: Nombre: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Teléfono: (04)2228-7072, 228-7258,222-8695
E-mail: ugrector@ug.edu.ec
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UNIDAD DE TITULACIÓN
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CERTIFICADO DE PORCENTAJE DE SIMILITUD
Habiendo sido nombrado ING.MIROSLAV ALULEMA CUESTA MSC, tutor del trabajo de
titulación certifico que el presente trabajo de titulación ha sido elaborado por BRYAN ALBERTO
QUINDE GONZABAY, C.I.: 0951780592, y VIVIANA NARCISA PONCE PONCE, C.I:
0930291497 con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título
de INGENIERO QUIMICO. Se informa que el trabajo de titulación: ´´SÍNTESIS DE
COLORANTES BIODEGRADABLES A PARTIR DE LA COCHINILLA ROJA
(DACTYLOPIUS COCCUS), COL MORADA (BRASSICA OLERACEA VAR. CAPITATA F.
RUBRA) Y DE LA FLOR DE RETAMA (RETAMA SPHAEROCARPA L.) PARA EL TEÑIDO
DE FIBRAS DE ALGODÓN``, ha sido orientado durante todo el periodo de ejecución en el
programa anti-plagio (URKUND) quedando el 3% de coincidencia.
https://secure.urkund.com/view/47313092-272843-806890
__________________________ Docente Tutor. Ing. MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, MSc. C.I.: 1709365116 Fecha: 1 de marzo del 2019
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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
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Guayaquil, 21 marzo 2019
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR
Habiendo sido nombrado CARLOS RAFAEL CALLE JARA, tutor del trabajo de
titulación “Síntesis de colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius
coccus), col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama
(Retama sphaerocarpa L.) para el teñido de fibras de algodón.” Certifico que el presente
trabajo de titulación, elaborado por Bryan Alberto Quinde Gonzabay), con C.I. No.
0951780592 y Viviana Narcisa Ponce Ponce con C.I No.0930271497 con mi respectiva
supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de Ingeniero Químico,
en la facultad de Ingeniería Química y carrera de Ingeniería Química, ha sido REVISADO
Y APROBADO en todas sus partes, encontrándose apto para su sustentación.
__________________________________________________-
ING. CARLOS RAFAEL CALLE JARA
C.I. No. 0907201313
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
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LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO
EXCLUSIVA PARA EL USO NO COMERCIAL DE LA OBRA
CON FINES NO ACADÉMICOS
Yo, Viviana Narcisa Ponce Ponce con C.I. No. 0930291497 y Bryan Alberto Quinde Gonzabay
certifico que los contenidos desarrollados en este trabajo de titulación, cuyo título es “Síntesis de
colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius coccus), col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) para
el teñido de fibras de algodón.” son de mi absoluta propiedad y responsabilidad Y SEGÚN EL
Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,
CREATIVIDAD E INNOVACIÓN*, autorizo el uso de una licencia gratuita intransferible y no
exclusiva para el uso no comercial de la presente obra con fines no académicos, en favor de la
Universidad de Guayaquil, para que haga uso del mismo, como fuera pertinente.
________________________________________ ______________________________________
Viviana Narcisa Ponce Ponce Bryan Alberto Quinde Gonzabay
093029149-7 0951780592
*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN
(Registro Oficial n. 899 - Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las instituciones de educación
superior y centros educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas, institutos
superiores técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de artes y los conservatorios superiores, e institutos públicos de investigación como
resultado de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de investigación o innovación,
artículos académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de dependencia, la titularidad de los derechos
patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva
para el uso no comercial de la obra con fines académicos.
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FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
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Guayaquil, 08 de Marzo del 2019
Ing Luis Bonilla Abarca M.sc DIRECTOR (A) DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Ciudad. - Guayaquil
De mis consideraciones:
Envío a Ud. el Informe correspondiente a la tutoría realizada al Trabajo de Titulación denominado:
“Síntesis de colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius coccus),
col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L.) para el teñido de fibras de algodón.” del estudiante PONCE PONCE VIVIANA
NARCISA, QUINDE GONZABAY BRYAN ALBERTO, indicando que cumplido con todos los
parámetros establecidos en la normativa vigente:
• El trabajo es el resultado de una investigación. • El estudiante demuestra conocimiento profesional integral. • El trabajo presenta una propuesta en el área de conocimiento. • El nivel de argumentación es coherente con el campo de conocimiento.
Adicionalmente, se adjunta el certificado de porcentaje de similitud y la valoración del trabajo de
titulación con la respectiva calificación.
Dando por concluida esta tutoría de trabajo de titulación, CERTIFICO, para los fines pertinentes,
que el estudiante está apto para continuar con el proceso de revisión final.
Atentamente,
______________________________________
TUTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN
Ing. MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, MSc. C.I.: 1709365116
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DEDICATORIA
Este Proyecto de titulación va dedicado a Dios por siempre ser mi guía constante otorgándome
amor, sabiduría y perseverancia en mi formación académica, a mis Padres quienes con su amor,
esfuerzo, ejemplo y dedicación hoy puedo cumplir esta gran meta.
A mi familia y amigos que siempre han estado conmigo brindándome cariño y buenos consejos.
Viviana Narcisa Ponce Ponce
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DEDICATORIA
Dedico este trabajo a Dios por todo lo que me ha brindado a lo largo de la carrera y bendecirme
para lograr este gran objetivo de tener el título de ingeniería química.
Este trabajo va dedicado para toda mi familia por su constante apoyo en todas mis decisiones,
en especial a mi hermana Jennifer Quinde porque siempre me ha ayudado en los momentos más
difíciles de la carrera, brindándome siempre lo mejor.
Bryan Alberto Quinde Gonzabay.
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por permitirme prepárame y poder lograr un objetivo más en mi vida, por ser
siempre mí guía, otorgándome lo necesario para seguir adelante dándome fortaleza, sabiduría y
perseverancia en diferentes situaciones de dificultad y debilidad.
A mis padres por ser mi motor e inspiración de vida por enseñarme valores muy valiosos y ser
de mí una persona soñadora. Gracias padres por demostrarme siempre su apoyo incondicional, su
confianza y amor.
Agradezco a la Universidad de Guayaquil en especial a la facultad de Ingeniería Química, mi
tutor de proyecto de titulación Ing.Miroslav Alulema Cuesta, mis amigos Madelaine Merchán,
Maribel Klinger Alex Guerrero, Rene Cortez, Bryan Márquez, Samantha Aguilar y Denniss Espin.
Quienes desde el pre-universitario me brindaron su amistad, cariño y compartieron sus
conocimientos, mi compañero de proyecto de titulación y amigo Bryan Quinde, compañeros de
aula, docentes como el Ing. Douglas Rentería y aquellas personas que compartieron sus
conocimientos y consejos para hacer posible este gran objetivo.
Viviana Narcisa Ponce Ponce
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AGRADECIMIENTO
Culminado este trabajo, de todo corazón me sale un profundo agradecimiento a Dios por darme
la oportunidad de ser un profesional y brindarme siempre fuerza y sabiduría para comprender todo
lo aprendido a lo largo de la carrera y también expresar mis agradecimientos a toda mi familia que
ha estado desde un principio dándome sus apoyos para lograr este objetivo, siempre me han
brindado sus buenos consejos y han estado prestos para ayudarme en todo lo que necesitaba.
También dándoles las gracias a mi compañera y amiga Viviana Ponce por su apoyo en este
trabajo, a mi director de tesis al Ing.Miroslav Alulema por depositar confianza en nosotros para
llevar a cabo esta investigación donde nos ha brindado sus conocimientos y apoyo para culminar
este trabajo, por el tiempo, paciencia y esfuerzo que ha sacrificado por guiar y corregir de la mejor
manera. Terminando con profundo agradecimiento a la Universidad de Guayaquil en especial a la
Facultad de Ingeniería Química por abrirme las puertas para conocer a grandes personas y
profesionales.
Bryan Alberto Quinde Gonzabay.
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INDICE
CERTIFICADO DE PORCENTAJE DE SIMILITUD .................................................................................. iii
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR ................................................................................................ iv
LICENCIA ............................................................................................................................................. v
DEDICATORIA ................................................................................................................................... vii
AGRADECIMIENTO ............................................................................................................................ ix
ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................... xviii
ÍNDICE DE ANEXOS .......................................................................................................................... xxi
Introducción ...................................................................................................................................... 1
Capítulo I ........................................................................................................................................... 4
Generalidades de la investigación ..................................................................................................... 4
Planteamiento de problema ....................................................................................................... 4
Formulación y sistematización de la Investigación...................................................................... 5
1.2.1 Formulación del problema de investigación........................................................................ 5
1.2.2 Sistematización del problema ............................................................................................. 5
Justificación e importancia .......................................................................................................... 5
1.3.1 Justificación Teórica ............................................................................................................ 5
1.3.2 Justificación Metodológica .................................................................................................. 6
1.3.3 Justificación practica ........................................................................................................... 6
Objetivos de la investigación ....................................................................................................... 7
1.4.1 Objetivo General ................................................................................................................. 7
1.4.2 Objetivos específicos ........................................................................................................... 7
Delimitación de la investigación .................................................................................................. 7
Hipótesis ..................................................................................................................................... 7
Variables ..................................................................................................................................... 8
1.7.1 Variables dependientes ....................................................................................................... 8
1.7.2 Variables independientes .................................................................................................... 8
Operacionalización de Variables ................................................................................................. 8
Capítulo II ........................................................................................................................................ 10
MARCO TEÓRICO .................................................................................................................................. 10
Materias primas aplicadas en el proceso de obtención de colorantes ...................................... 10
2.1.1 Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ............................................................................... 10
2.1.2 Col morada ........................................................................................................................ 14
xii
xii
2.1.3 Flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) ......................................................................... 16
2.1.4 Colorantes ......................................................................................................................... 18
2.1.5 Características de un buen colorante ................................................................................ 20
2.1.6 Clasificación de los colorantes........................................................................................... 20
Especies Utilizadas para la obtención del colorante para en el proceso de teñido en fibra de
algodón ................................................................................................................................................. 26
2.2.1 Colorante de Origen animal .............................................................................................. 26
2.2.2 Colorantes de Origen Vegetal ........................................................................................... 29
Método de separación de pigmentos de origen natural ........................................................... 34
2.3.1 Extracción .......................................................................................................................... 34
2.3.2 Separación (Pigmento-Solvente) ....................................................................................... 34
2.3.3 Filtración ........................................................................................................................... 35
Métodos para caracterización de los colorantes ....................................................................... 35
2.4.1 Espectrofotometría Ultravioleta-Visible ............................................................................ 35
2.4.2 Ley de LAMBERT-BERR ...................................................................................................... 37
Fibras textiles ............................................................................................................................ 38
2.5.1 Clasificación de Fibras Orgánicas de origen vegetal .......................................................... 39
2.5.2 Algodón ............................................................................................................................. 40
2.5.3 Constitución y estructura química de la celulosa .............................................................. 41
2.5.4 Producción de Algodón en Ecuador .................................................................................. 43
2.5.5 Ubicación geográfica del sector textil en Ecuador ............................................................. 44
Proceso de teñido de la Fibra de Algodón ................................................................................. 44
2.6.1 Tratamientos preventivos ................................................................................................. 45
Técnicas de teñido .................................................................................................................... 49
2.7.1 Mordentado Directo ......................................................................................................... 49
2.7.2 PreMordentado ................................................................................................................. 49
2.7.3 PostMordentado ............................................................................................................... 50
Factores de la propiedad de Teñido .......................................................................................... 50
2.8.1 Absorción .......................................................................................................................... 50
2.8.2 Acidez y alcalinidad de los tintes naturales ....................................................................... 50
2.8.3 Influencia de la afinidad del Colorante .............................................................................. 51
2.8.4 Relación de baño ............................................................................................................... 51
2.8.5 Influencia del Tiempo de contacto Fibra/Baño ................................................................. 51
xiii
xiii
2.8.6 Temperatura de teñido ..................................................................................................... 51
Pruebas de calidad .................................................................................................................... 52
2.9.1 Prueba de calidad a la Fibra de Algodón antes del teñido ................................................. 52
2.9.2 Prueba de calidad a la Fibra después del proceso de teñido ............................................. 52
Determinación de color............................................................................................................. 53
Capítulo III ..................................................................................................................................... 55
Marco metodológico ....................................................................................................................... 55
Metodología de la investigación ............................................................................................... 55
Experimentación ....................................................................................................................... 55
3.3.1 Construcción del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón. ......................... 55
3.3.2 Materiales y equipos empleados para la construcción de un equipo para el proceso de
teñido en fibra de algodón. ............................................................................................................... 56
3.3.3 Esquema del equipo para realizar el proceso de teñido.................................................... 58
3.3.4 Experimentación para la obtención de colorantes de origen natural................................ 59
3.3.5 Proceso de teñido ............................................................................................................. 70
3.3.6 Análisis por espectrofotometría UV-Visible ...................................................................... 82
CAPÍTULO IV .................................................................................................................................... 87
Resultados Experimentales ............................................................................................................. 87
4.1 Resultado de la caracterización de la fibra de algodón para el proceso de teñido ................... 87
4.1.1 Diagrama de flujo para la preparación de la fibra de algodón .......................................... 88
89
Resultado de la extracción de los colorantes naturales tales como, de la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L.), col morada (Brassica olereacea var. Capitata f rubra) y cochinilla ........................... 89
4.2.1 Diagrama de flujo Proceso para la obtención del colorante amarillo a partir de la flor de
retama (Luteolina). ........................................................................................................................... 90
Resultado del Proceso de teñido con Luteolina extraída de la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L) .................................................................................................................................... 91
Resultado de pH para las soluciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir de la flor
de retama (Retama sphaerocarpa L.) .................................................................................................... 92
4.4.1 Resultado del teñido en telas de algodón con el colorante amarillo a partir de la flor de
retama 93
Resultado de espectro UV-visible con el colorante amarillo apartir de la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L) .................................................................................................................................... 96
4.5.1 Resultado del diagrama de cromaticidad y ubicación de sus coordenadas obtenidas por un
colorímetro en las mejores muestras del color ................................................................................. 97
xiv
xiv
Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul ............... 98
Resultado del proceso de teñido con antocianina extraída de la col morada ....................................... 98
Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina a partir de la col morada. .......... 102
Resultado de teñido con el colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea var.
Capitata f.rubra) ................................................................................................................................. 103
Resultados del colorante de la cochinilla (Dactylopius Coccus costa) ..................................... 106
4.9.1 Resultado del diagrama de flujo del proceso de preparación del colorante rojo con ácido
carmín al 50% .................................................................................................................................. 107
Resultado de espectro uv-visible del colorante rojo obtenidos del ácido carmínico a partir de un
insecto (Dactylopius Coccus costa) ..................................................................................................... 113
Análisis de resultados .................................................................................................................... 115
Capítulo V ...................................................................................................................................... 117
CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 117
RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 119
Bibliografía .................................................................................................................................... 120
ANEXOS ......................................................................................................................................... 129
xv
xv
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Operacionalización de Variables Independiente y dependiente.................................... 9
Tabla 2. Propiedades Físicas de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ............................ 13
Tabla 3. Composición Química de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ....................... 13
Tabla 4. Regiones Visibles del Espectrofotómetro .................................................................. 19
Tabla 5. Composición porcentual del Ácido Carmínico .......................................................... 27
Tabla 6. Partes de los Vegetales que se pueden utilizar como fuente de extracción de colorantes
....................................................................................................................................................... 29
Tabla 7. Sustituyentes de las antocianinas ............................................................................... 31
Tabla 8. Tabla de referencia de longitud de onda a partir de un análisis por espectrofotómetro
UV-Visible del ácido Carmínico .................................................................................................. 37
Tabla 9. Composición Química de la fibra de algodón ............................................................ 42
Tabla 10. Propiedades Físicas de la Fibra de algodón ............................................................. 43
Tabla 11. Mordientes Utilizados en la Industria Textil ............................................................ 48
Tabla 12. Materiales y equipos utilizados para la construcción del equipo de proceso de teñido.
....................................................................................................................................................... 56
Tabla 13. Materiales e Instrumentos utilizados para la construcción del equipo para el proceso
de teñido en fibra de algodón ........................................................................................................ 59
Tabla 14. Materiales, instrumentos y equipos utilizados para la obtención del colorante azul
partir de la col morada .................................................................................................................. 60
Tabla 15. Equipos, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención de colorante
amarillo a partir de la flor de retama ............................................................................................. 63
xvi
xvi
Tabla 16. Materiales y equipos utilizados para la obtención de colorante Rojo a partir de la
cochinilla (Dactylopius Coccus Costa). ........................................................................................ 66
Tabla 17. Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para el proceso de teñido con
colorantes de origen natural en fibra de algodón .......................................................................... 70
Tabla 18. Relación de baño 1/60 con un aumento de pH añadiendo bicarbonato de sodio con el
colorante amarillo ......................................................................................................................... 74
Tabla 19. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.... 77
Tabla 20. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada 78
Tabla 21. Condiciones del baño de teñido utilizando el colorante rojo, extraída de la cochinilla
....................................................................................................................................................... 81
Tabla 22. Materiales, equipos y reactivos para el análisis por espectrofotómetro UV-Vis ..... 82
Tabla 23. Coeficiente de absortividad molar para las sustancias utilizadas ............................ 85
Tabla 24. Resultado del proceso de lavado y blanqueo de la fibra de algodón con peróxido de
hidrogeno ...................................................................................................................................... 87
Tabla 25. Especies empleada y proceso de extracción de los pigmentos ............................... 89
Tabla 26 Propiedades físicas de los colorantes ........................................................................ 89
Tabla 27. Condiciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir de la flor de Retama
....................................................................................................................................................... 91
Tabla 28. Determinación pH de cada solución de baño de teñido con el colorante amarillo de la
flor de retama ................................................................................................................................ 92
Tabla 29. Resultado de las telas teñidas con colorantes amarillo con el pigmento Luteolina
extraída de la flor de retama.......................................................................................................... 93
Tabla 30. Resultado en el espectro visible con el colorante amarillo ...................................... 96
xvii
xvii
Tabla 31. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.... 99
Tabla 32. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.
..................................................................................................................................................... 100
Tabla 33. Resultado de pH de cada solución de baño de teñidas con el colorante azul extraída
de la col morada. ......................................................................................................................... 101
Tabla 34. Telas teñidas con colorantes azul con el pigmento antocianina, extraída de la col
morada......................................................................................................................................... 103
Tabla 35. Resultado del espectro visible del proceso de teñido con el colorante azul extraída de
la col morada. .............................................................................................................................. 105
Tabla 36. Resultados del proceso de teñido con ácido carmín.............................................. 109
Tabla 37. Resultado de pH de cada solución de baño de teñido en los 2procesos de teñido con
colorante rojo. ............................................................................................................................. 110
Tabla 38. Telas teñidas con colorantes rojo con el pigmento acido carmín, extraída de la
cochinilla ..................................................................................................................................... 112
Tabla 39. Resultado de espectro UV-visible del colorante rojo. ............................................ 113
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica 1. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura con flor de retama .............. 94
Gráfica 2. Identificacion del color a la mejor muestra teñida con el colorante amarillo ......... 97
Gráfica 3. Curva del proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada ............ 104
Gráfica 4. Identificación del color en la mejor tela teñida con colorante azul a partir de la col
morada......................................................................................................................................... 106
xviii
xviii
Gráfica 5. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura del colorante rojo a partir de
Cochinilla Dactylopius Coccus costa.......................................................................................... 111
Gráfica 6. Identificación de color rojo en el equipo colorímetro por el sistema CIE para las
mejores telas teñidas. .................................................................................................................. 114
ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Clasificación Taxonómica de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ............... 12
Cuadro 2. taxonomía y morfología de la col morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra)
....................................................................................................................................................... 16
Cuadro 3. Taxonomía de la Retama sphaerocarpa L. Género Genista Tinctoria ..................... 17
Cuadro 4. Clasificación de Colorantes según su naturaleza Química ...................................... 21
Cuadro 5. Grupos principales de los colorantes derivados de los flavonoides ........................ 22
Cuadro 6. Principales Colorantes de los Carotenoides ............................................................ 23
Cuadro 7. Grupos derivados del Colorante tipo Quinona ........................................................ 24
Cuadro 8. Clasificación por su tipo de teñido .......................................................................... 25
Cuadro 9. Especies utilizadas en el proceso de teñido en fibra de algodón ............................. 26
Cuadro 10. Principales propiedades química del ácido Carmínico .......................................... 28
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Dactylopius Coccus Costa ........................................................................................ 11
Figura 2. Diferencias del Ciclo biológico de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) entre
macho y hembra. ........................................................................................................................... 11
Figura 3. Col Morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra) Cultivada en Ecuador ........... 15
Figura 4. Flor de retama Producida en Ecuador Provincia Tungurahua. ................................. 17
Figura 5. Alcance del ojo humano para la determinación del color ......................................... 18
xix
xix
Figura 6. Principales grupos Cromóforos y Auxocromos ........................................................ 19
figura 7Estructura química de los flavonoides ......................................................................... 22
figura 8. Estructura Química de los carotenoides. ................................................................... 23
Figura 9. Estructura Química del ácido Carmínico contenido en el insecto seco (Dactylopius
Coccus costa) ................................................................................................................................ 27
Figura 10. Interacción de los iones del algodón, mordiente y colorante a partir de cochinilla.27
Figura 11. Estructura General de las Antraquinonas ............................................................... 29
Figura 12. Estructura Básica de las antocianinas ..................................................................... 30
figura 13. Estructura química de la delfinidina (Derivada de la Antocianina –Col Morada) .. 31
figura 14. Esquema del efecto del pH y reacción degradación. ............................................... 32
Figura 15. Estructura química de la Luteolina ......................................................................... 33
Figura 16. Características del espectrofotómetro UV-Visible ................................................. 36
Figura 17. Clasificación de fibras de origen Natural ............................................................... 39
Figura 18. Clasificación de Fibras Vegetales ........................................................................... 39
figura 19. Estructura química de la celulosa ............................................................................ 40
Figura 20. Unión de enlaces Hidrogenados en Cadenas continúas de Celulosa ...................... 41
Figura 21. Formula Química de la Celulosa ............................................................................ 42
figura 22. Esquema del Proceso de teñido en Fibra de algodón con colorantes de origen vegetal
....................................................................................................................................................... 45
Figura 23. Esquema del comportamiento de los colorantes con mordientes unido a la fibra textil.
....................................................................................................................................................... 47
figura 24. Esquema del efecto del mordiente con la fibra de algodón. .................................... 49
figura 25. Coordenadas rectangulares y cilíndricas del espacio de color CIELAB ................. 54
xx
xx
Figura 26. Esquema del funcionamiento del equipo de teñido ................................................ 57
Figura 27. Esquema del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón ....................... 58
Figura 28. Diagrama de flujo para la extracción de antocianina para obtener el colorante azul
....................................................................................................................................................... 62
Figura 29. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo ...................... 65
Figura 30. Diagrama de flujo para la obtención de colorante rojo ........................................... 67
Figura 31. Proceso de tratamiento de la tela de algodón antes del proceso de ........................ 69
Figura 32. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa
las concentraciones de colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela. 73
Figura 33. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: C1, C2 y C3
representa las concentraciones de colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de
la tela. ............................................................................................................................................ 76
Figura 34. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3
representa las concentraciones de colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de
la tela. ............................................................................................................................................ 80
Figura 35. Diagrama de flujo para el proceso de Caracterizacion de lavado y blanqueo de la
fibra de algodon para el proceso de teñido ................................................................................... 88
Figura 36. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo a partir de la flor
de retama ....................................................................................................................................... 90
Figura 37. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa
las concentraciones de colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela. 95
Figura 38. Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul
....................................................................................................................................................... 98
xxi
xxi
Figura 39. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)
representa las concentraciones de colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de
la tela. .......................................................................................................................................... 102
Figura 40. Diagrama de flujo para la obtención del color rojo a partir de la cochinilla ........ 107
Figura 41. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3
representa las concentraciones de colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de
la tela. .......................................................................................................................................... 108
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo A Proceso de Caracterización de la fibra de algodón, Obtención de colorantes y su
proceso de teñido ........................................................................................................................ 129
Anexo B Cálculos para la obtención de los colorantes y cálculos del proceso de teñido ...... 133
Anexo C Glosario ................................................................................................................... 186
Anexo DFicha de seguridad del ácido carmín ....................................................................... 189
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
xxii
xxii
RESUMEN
En el presente trabajo se estudió la extracción de diferentes tipos de pigmentos con el objetivo
de obtener los colorantes básicos de origen natural como son: amarillo, azul y rojo a partir de la
flor de retama (luteolina), col morada (antocianina) y cochinilla (ácido carmín) respectivamente
que serán empelados para el proceso de teñido en fibras de algodón. La obtención de los colorantes
amarillo y azul se realizó por inmersión durante 3 días, se utilizó como solvente el etanol para la
flor de retama y una solución de agua acidificada al 0.01% de HCl en la col morada y con el
colorante rojo se realizó una solución con el ácido carmín al 50% de pureza. El proceso de teñido
se realizó con una relación de baño: 1/60 a 90°C por una hora, utilizando diferentes cantidades de
mordientes que está en relación con el peso de la tela como el alumbre que va del 10, 20 y 30 % y
NaHCO3 al 10%. Se realizó dos procesos de teñido distintos donde: en el primer proceso se utilizó
alumbre y en el segundo se procedió a utilizar alumbre más NaHCO3, siendo este el mejor proceso
de teñido para los tres colorantes. Con el colorante amarillo se obtuvo mejor fijación y tonalidad
utilizando el 30% de alumbre y 10% de NaHCO3, con un porcentaje de agotamiento del 97%. Con
el colorante azul se obtiene un 72% de agotamiento utilizando el 10% de alumbre y 10% de
NaHCO3 y con el colorante rojo se obtuvo un 18% de agotamiento siendo uno de los valores más
bajos, pero con el color deseado utilizando 10% de alumbre y 10% de NaHCO3. Las
concentraciones de los baños de teñidos fueron analizadas antes y después del proceso, por medio
de espectrofotometría UV-visible, utilizando los coeficientes de extinción molar de cada pigmento,
después se procedió analizar las telas teñidas por un colorímetro utilizando el sistema CIE 1931.
Palabras claves: colorantes naturales, relación de baño, pigmentos, fijación, mordiente.
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
xxiii
xxiii
ABSTRACT
In the present work the extraction of different types of pigments was studied in order to obtain the
basic dyes of natural origin such as: yellow, blue and red from the broom flower (luteolin), purple
cabbage (anthocyanin) and cochineal (carmine acid) respectively that will be used for the dyeing
process in cotton fibers.The yellow and blue dyes were obtained by immersion for 3 days, ethanol
was used as a solvent for the broom flower and a solution of water acidified to 0.01% HCl in the
purple cabbage and with the red dye was made a solution with 50% purity carmine acid. The
dyeing process was carried out with a bath ratio: 1/60 to 90 ° C for one hour, using different
amounts of mordants that is in relation to the weight of the fabric such as the alum that goes from
10, 20 and 30% and NaHCO3 at 10%. Two different dyeing processes were carried out where: in
the first process alum was used and in the second, alum was used plus NaHCO3, this being the best
dyeing process for the three dyes. With the yellow dye, better fixation and tonality was obtained
using 30% alum and 10% NaHCO3, with a depletion percentage of 97%. With the blue dye, 72%
depletion was obtained using 10% alum and 10% NaHCO3 and with the red dye 18% depletion
was obtained, being one of the lowest values, but with the desired color using 10% of alum and
10% of NaHCO3. The concentrations of the dyebaths were analyzed before and after the process,
by means of UV-visible spectrophotometry, using the molar extinction coefficients of each
pigment, after which the fabrics dyed by a colorimeter were analyzed using the CIE 1931 system.
Keywords: natural dyes, bath ratio, pigments, fixation, mordant.
1
Introducción
Ecuador es uno de los países poseedor de una configuración climatológica, fisiográfica y
orográfica destacable, gracias a su amplia gama de condiciones ambientales genera
impresionante diversidad de hábitat y vegetación, en este presente estudio se quiere aprovechar
las riquezas naturales como alternativa innovadora para la transformación de la materia prima
tales como: Es la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa ) que es un insecto que se desarrolla
en la penca de la Tuna y es fuente de extracción del Ácido carmínico del cual se puede obtener
tonalidades Rojos , la flor de retama es una planta tintórea originaria de América que posee
alto contenido de luteolina que es un pigmento flavonoide y la col morada que se obtiene el
pigmento llamado antocianina y sus tonalidades varían desde el Rojo ,anaranjado, violeta ,azul
y purpura. En la obtención de tintes de origen natural con el fin de remplazar los tintes sintéticos
en el proceso de teñido en fibra de algodón, contribuyendo a la reducción de impacto ambiental.
Su aplicación requiere de dos pasos: la extracción del colorante a partir de fuentes de origen
natural como vegetal o animal y su fijación en una fibra textil como el algodón. Ecuador cuenta
con zonas productoras de este tipo de fibra textil situadas en la Costa en las Provincias de
Manabí y Guayas.
Estos colorantes naturales colorantes requieren de sustancias químicas llamadas mordientes
de origen natural como son sales las cuales permiten que el colorante se fije en la fibra textil,
por esta razón se plantea una solución de tintes naturales y biodegradables que son amigables
con el medio ambiente y dando una alternativa sostenible a los mayores consumidores de estas
industrias que están ubicadas en las provincias de: Azuay, Tungurahua, Imbabura, Pichincha y
Guayas.
2
Abreviaturas
𝜌= densidad
m= masa
V= volumen
g= gramos
𝑪𝐧= cantidad de colorante n n=1,2,3
𝒘𝐧 = cantidad de agua
n= cantidad en relación al baño de teñido (1,2 y 3)
𝐴10= cantidad de alumbre en relación al 10 % del peso total de la tela
𝐴20= cantidad de alumbre en relación al 20 % del peso total de la tela
𝐴30= cantidad de alumbre en relación al 30 % del peso total de la tela
𝐵10= cantidad de alumbre en relación al 10 % del peso total de la tela
𝑃1= Primer proceso de teñido
𝑃2= Segundo proceso de teñido
PT= Peso total del baño de teñido
[C]= concentración molar
A= absorbancia de la sustancia (nm)
L= longitud de la celda (cm)
D= diámetro
X= espesor
h= altura
ɛ= coeficiente de extinción molar
FD= factor de dilución de la muestra
Alc= alícuota que es la muestra de teñido
2
PM= peso molecular de la sustancia
A= absorbancia
nm= nanómetro
[𝐶𝑖]= concentración inicial del baño de teñido
[𝐶𝑓]= concentración final del baño de teñido
L=Litro
S.M.= sin marca
°G= grados Gay lussac
4
Capítulo I
Generalidades de la investigación
Planteamiento de problema
En la actualidad la industria textil es considerada como uno de los principales contaminantes
ambientales, ya que requieren un elevado consumo de agua, energía y productos químicos no
degradables, todo eso generan grandes cantidades de aguas residuales con altas concentraciones
de colorantes los cuales tienen contaminantes orgánicos e inorgánicos, como los compuestos
clorados. Los efluentes contienen gran variedad de contaminantes y son causante de la toxicidad
del agua ya que contiene sales tales como cloruro de sodio (NaCl) y sulfato de sodio (𝑁𝑎2𝑆𝑂4)
que provienen del proceso de teñido, también agentes surfactantes como: fenoles y metales
pesados que están presentes en los colorantes, es decir requieren de tratamientos más costosos ya
que estos compuestos contaminados no pueden eliminarse con tratamientos convencionales
(Aguedo, Cardona Gallo, Barrios , & Gaviria, 2015)
En la etapa del teñido se generan efluentes con varios tipos de metales, debido a diferentes
clases de colorantes se encuentran metales como: cobre (𝐶𝑢), níquel (𝑁𝑖), cromo (𝐶𝑟), cobalto
(𝐶𝑜), plata (𝐴𝑔), zinc (𝑍𝑛) y plomo(𝑃𝑏). El más común de estos metales que presente en los
colorantes sintéticos es el cobre (𝐶𝑢), este elemento produce efectos negativos en los cultivos
vegetales y en microorganismos, lo que trae como consecuencia una disminución de la fertilidad
en los suelos. El uso de colorantes sintéticos en las industrias textil representa un reto tecnológico
en el proceso de tratamiento de aguas residuales ya que son de costos elevados y no resuelve
totalmente el problema de la contaminación. (Cortaza , Coronel, Escalante, & González, 2014).
5
Formulación y sistematización de la Investigación
1.2.1 Formulación del problema de investigación
¿Qué beneficios tendrán la extracción de colorantes de origen natural a partir de
cochinilla (Dactylopius Coccus costa), col morada (Brassica oleracea var.Capitata f.
rubra) y de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) , en lugar de los colorantes
sintéticos empleados tradicionalmente?
1.2.2 Sistematización del problema
¿Qué tipos de colorantes se obtienen y cuál serán sus usos?
¿Qué método de extracción se utilizarán para obtener los colorantes de origen natural?
¿Los productos obtenidos cumplirán las normas Ambientales Vigentes según el
Acuerdo ministerial 097A?
Justificación e importancia
1.3.1 Justificación Teórica
En la actualidad la industria textil busca alternativa para evitar la contaminación ambiental por
consecuencia de colorantes sintéticos, por lo cual se está empleando alternativa amigable con el
medio ambiente. Esto consiste en obtener colorantes naturales de origen vegetal y animal como
base para el desarrollo sustentable de las industriales textiles con visión al futuro. Los colorantes
naturales no contienen sustancias químicas perjudiciales para la salud y son más confiables que
los colorantes sintéticos ya que son peligroso para los consumidores y trabajadores de la industria
textil, también representan una fuente sustentable ya que son extraídos de recursos naturales
renovables, al contrario de los colorantes sintéticos que son proveniente del petróleo y no son
renovables (Arroyo, Medina, Vargas, & Herrera, 2016).
6
1.3.2 Justificación Metodológica
La elaboración y producción de los colorantes naturales en la industrial textil está cogiendo más
protagonismo debido a que no contaminan los recursos hídricos y no son peligrosos para el ser
humano y el medio ambiente. Su obtención es muy viable ya que el pigmento de los vegetales se
lo puede extraer por medio de dos métodos sencillos ya sea por la utilización de un disolvente o
por extracción por soxhlet. El empleo de este último garantiza la no degradación de las moléculas
del colorante durante su extracción debido a que se emplea bajas temperatura y también permite
la utilización de diferentes disolventes para un mayor rendimiento en la extracción. (Walters,
Santillo, & Johnston, 2005).
1.3.3 Justificación practica
Esta investigación se está desarrollando con la finalidad de disminuir la concentración de
colorantes sintéticos en las aguas residuales proveniente en el proceso de teñido en la industria
textil, ya que estos mismos generan grandes cantidades de contaminantes, por esta razón se plantea
la utilización de colorantes naturales y biodegradables que son amigables con el medio ambiente.
Dándole una alternativa sostenible a los mayores consumidores de estas industrias que están
situadas en las provincias de: Azuay, Tungurahua, Imbabura, Pichincha y Guayas (Muñoz Upegui,
2011).
7
Objetivos de la investigación
1.4.1 Objetivo General
Obtener colorantes básicos de origen natural como son: amarillo, azul y rojo a partir de
la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.), col morada (Brassica oleracea var.
Capitata f. rubra) y de la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa), respectivamente que
serán empelados para el proceso de teñido en fibras de algodón.
1.4.2 Objetivos específicos
Obtener los colorantes a partir de fuentes de origen natural.
Determinar las condiciones óptimas tales como: pH, tipo de mordiente, relación de
baño, temperatura y tiempo de teñido para una correcta fijación de colorante en las fibras
de algodón.
Obtener la fórmula ideal para el proceso de teñido en fibra de algodón empleando los
colorantes biodegradables.
Delimitación de la investigación
Esta investigación se enfoca en el proceso de obtención de los colorantes orgánicos por
diferentes tipos de extracción tales como solido-liquido o inmersión, de los cuales será fijados en
la fibra de algodón utilizando un tipo de mordiente como el alumbre.
Hipótesis
¿Se podría obtener una buena fijación de los colorantes de origen natural para el teñido de la
fibra de algodón a partir de la cochinilla, flor de retama y col morada?
8
Variables
1.7.1 Variables dependientes
Fijación de los colorantes a la fibra de algodón
Intensidad de colores
1.7.2 Variables independientes
Concentración de los colorantes
Secado
Lavado
Extracción de los colorantes
Temperatura del baño de teñido
pH.
Concentración de los tipos de mordientes.
Tiempo de exposición al baño del teñido.
Operacionalización de Variables
Tabla 1 se observa la Operacionalización de las variables independiente y dependiente que
forman parte importante de esta investigación para la obtención de colorantes de origen natural.
9
Tabla 1 Operacionalización de Variables Independiente y dependiente
Elaborado por: Viviana Ponce Ponce y Bryan Quinde Gonzabay
Tipos de variable
Subvariable
Definición Equipos
Unidades de
Medición
Método
Variable Independiente
Obtención de colorantes
Biodegradables y proceso
de teñido
Secado
Consiste en eliminar el mayor
porcentaje de humedad
contenida en la sustancia.
Estufa
°C NTE INEN 2996
Extracción
(Solido-Liquido)
Consiste en extraer la
sustancia de interés por medio
de un solvente (etanol).
Rotavapor
ml
Extracción acuosa – alcohólica
Inmersión
Filtración
Es la separación de solido
suspendido contenido en una
mezcla por medio de un papel
filtro.
Embudo
- CODEX STAN 19-1981
pH
Es un parámetro que
indica el grado de acidez o
alcalinidad de una sustancia.
pH -metro
<7Acido
=7Neutro
>7Basico
N.A
Temperatura
Tiempo
Es una magnitud física
que indica la cantidad de calor
que contiene un cuerpo.
Es una magnitud física que
mide un suceso el tiempo
óptimo de baño de teñido 1h
Termómetro
Cronometro
°C
h (Hora)
N.A
N.A
Variabes Dependiente
Obtención de colorantes
biodegradables Y Proceso
de teñido
Concentración e
intensidad del color
Se define como la cantidad de
flujo de luz que pasa a través
de un origen lumínico.
Espectrofotómetro
UV-Visible
Nm N.A
10
Capítulo II
MARCO TEÓRICO
Materias primas aplicadas en el proceso de obtención de colorantes
2.1.1 Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
La cochinilla es un insecto su nombre científico Dactylopius Coccus Costa de la familia
Dactylopiidae como se observa en la figura 1, este insecto es oriundo de México y de países andino
como Ecuador, Perú y Bolivia, parasita a una variedad de plantas correspondiente a los géneros
opuntia y Nopalea. Ecuador posee un ambiente propicio para el crecimiento de los tunales y de la
cochinilla existen cultivos en la provincia de Imbabura (chota), Chimborazo (Guano), Loja y en
Santa Elena. Esta especie es la única que es cultivada para la extracción de pigmentos y se
denomina grana fina o cultivada. (Pazmiño & Abril, 2010).
El ciclo biológico de la cochinilla dura aproximadamente de 90 a 150 días consta de 6 fases es
decir desde el estado de huevo, 2estados ninfales y el estado adulto .En la fase ninfa I y II tanto las
hembras como los machos son similares .en la fase de ninfa I las cochinillas buscan un lugar de la
planta donde se pueden alimentar es decir se nutren de savia por medio de un estilete bucal ,
cuando se separan de si huésped original no vuelven adherirse ,permanecen sésiles cierto tiempo
y empieza aparecer filamentos blanquecimos eso indica que entran a la fase ninfa II , esta fase se
puede notar la diferencia entre macho y hembra , se muestran dimorfismo sexual , los huevos de
las hembras adultas maduran y esta fase se denomina oviplena (Begazo & Bendita, 2018).
11
Fuente: (Pazmiño & Abril, 2010)
En los machos son más pequeños que las hembras en la ninfa II forman un capullo que está
compuesto por filamentos con las secreciones cerosas. El ciclo de vida depende de los factores
ambientales, siendo la temperatura es una de las causas que influyen mucho en el ciclo biológico
de la cochinilla su rango va desde 20°C a 32°C y la humedad relativa 40-75%. La fecundación se
da todo el año después de este proceso el macho muere. (Mamani & Huamani , 2015) .
En la figura 2 se observa el ciclo bilógico de la cochinilla y las diferencias entre el desarrollo entre
(a) y (b).
Figura 2. Diferencias del Ciclo biológico de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) entre macho y hembra.
Fuente: (Hernández Hernández, Gárcia Gil de Muñoz, Del Rio Dueñas , & Lanz Mendoza, 2005)
Figura 1. Dactylopius Coccus Costa
12
Según (Abril & Pazmiño, 2010) De las hembras de la cochinilla se obtiene el ácido carmínico,
que al moler los insectos secos se extrae el principal pigmento, ya sea con agua o con solventes
como el etanol , de este acido se produce un colorante (antraquinona) natural llamado carmín que
es empleado como materia prima en diferentes industrias tales como : la industria alimenticia
,farmacéutica, cosmética e incluso es empleado en la tinción textil. El pigmento quinonico se
encuentra localizado en toda la cavidad interior del cuerpo y está formado por una antraquinona
hidroxilada que por medio de un enlace carbono – carbono que se encuentra está unida a una
glucosa.
Clasificación taxonómica Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
La cochinilla es un insecto del reino animalia donde se aprovecha sus jugos biológicos para la
obtención de colorantes, su gran ventaja que son biodegradables.
En el cuadro 1 se muestra la clasificación de los grupos taxonómicos del insecto (Dactylopius
Coccus Costa).
Cuadro 1. Clasificación Taxonómica de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
Fuente: (Mamani & Huamani , 2015)
Taxonómica - Insecto Cochinilla
Phyllis Arthropada
Clase Insecto
Reino Animalia
Orden Heteróptera
Sub-orden Homóptera
Familia Dactylopiidae
Genero Dactylopius
Especie Dactylopius coccus costa
13
Propiedades Físicas de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
Las propiedades físicas y organolépticas de la cochinilla se detallan en la tabla 2.
Tabla 2. Propiedades Físicas de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
Propiedades Físicas (Dactylopius Coccus Costa)
Color Rojo oscuro
Forma Ovalada
Sabor Agrio
Peso 0.006gr.
Tamaño 5mm
Alimentación La savia de sus pecas
Clima Seco y cálido
Textura Suave
Ciclo Biológico 120 días aproximadamente
Fuente: (Mamani & Huamani , 2015)
Propiedades Químicas de la Cochinilla
La composición de las propiedades químicas del Insecto Cochinilla se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. Composición Química de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
COMPOSICIÓN PORCENTAJE (%)
Ácido Carmínico 10-12
Proteínas 40-45
Grasa 10-12
Carbohidratos 10-12
Humedad 10-12
Ceras 2-3
Cenizas 3-5
Fuente: (Mamani & Huamani , 2015)
14
Según (Matamoros , Torres López , Vázquez , Tenopala, & Torres , 2017) Las industrias
demandantes de cochinilla que adquieren como materia prima se encuentra en el mercado
internacional distribuida: para la industria cosmética el 15%, la alimenticia con 75% y en las
industrias Farmacéutica y textil con el 10%. La cochinilla requiere cumplir algunas características
para poder realizar el proceso de extracción de ácido carmínico como:
Humedad relativa 14 a 27%
Altitud 800 a 26000 msnm
Velocidad de viento 3m/s
Precipitación pluvial 400 a 800 mm/año
Fuente: (Matamoros , Torres López , Vázquez , Tenopala, & Torres , 2017)
La composición optima después de la muerte y secado del animal son:
Ácido carmínico 9 a 20%
Ceras 0.5 a 2%
Minerales 15 a 30%
Sustancias nitrogenadas de 15 a 30 %
Solubilidad en mezclas de alcohol y agua
(Matamoros , Torres López , Vázquez , Tenopala, & Torres , 2017)
2.1.2 Col morada
Col morada también conocida col lombarda, su nombre científico es Brassica oleracea var.
Capitata f. rubra ver Figura 3. Es una hortaliza de consumo que pertenece a la familia de las
crucíferas y se cultivan todo el año a nivel mundial preferibles en climas fríos con temperatura de
13°C y 18°C incluso soporta temperaturas de hasta -7°C. En Ecuador se cultiva especialmente en
las provincias de Pichincha, Imbabura, Cotopaxi, Chimborazo, Azuay, Loja, Azuay y cañar. Sus
15
hojas son de color violeta debido al presencia del pigmento llamado antocianina (flavonoides) y
esto depende del tipo de suelo que se cultiva: las hojas adoptan el color rojo en suelos ácidos y en
suelos alcalinos son más azules (Castillo Burbano , 2006).
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Las antocianinas tienen grandes ventajas para ser un probable reemplazante de los colorantes
artificiales, su utilización en las industrias alimenticia, farmacéutica y cosméticas son muy
acotadas debido a su poca estabilidad durante su procesamiento y almacenamiento. Los factores
que influyen en su estabilidad son: el pH, temperatura, actividad de agua, su estructura química y
concentración (Garzón & Astrid, 2008).
Taxonomía y morfología de la col
En el cuadro 2 se describe la taxonomía de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata.
Frubra).
Figura 3. Col Morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra) Cultivada en Ecuador
16
Nombre común Col morada col lombarda
Reino Plantae
División Magnoliophyta
Clase Magnoliopsida
Orden Brassicales
Familia Brassicaceae
Genero Brássica
Especie B. Oleracea
Variedad Capitata
Forma Rubra
Cuadro 2. taxonomía y morfología de la col morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra)
Fuente: (Caicedos Chavez, 2015)
2.1.3 Flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)
La flor de retama es una planta tintórea su nombre científico es Retama Shaerocarpa L., del
género Genista L. especie retama de tintóreos (Genista Tinctoria) como se observa en la figura 4.
Su uso actual sirve para la recuperación de tierras baldías quiere decir que sus cultivos toleran los
suelos pobres y además necesitan de poco cuidado. Los extractos de hojas y flores contienen
colorantes flavonoides (Luteolina y genisteína) que proporcionan un amarillo intenso. Su
distribución geográfica va desde México hasta Sur América y se lo encuentran en los bosques
secos andinos. En Ecuador esta planta se puede encontrar en la provincia de Loja, Tungurahua y
Guayas, (Ministerio del Ambiente, 2012).
17
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Taxonomía de la Flor de Reta (Retama sphaerocarpa L. Genero Genista
Tinctoria)
Taxonomía de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L) se muestra en el cuadro 3.
Reino Planta
División Magnoliophyta
Clase Magnoliopsida
Orden Fabales
Familia Fabaceas
Subfamilia Faboideae
Tribu Genistae
Género Genista
Especie G.tinctoria L.
Cuadro 3. Taxonomía de la Retama sphaerocarpa L. Género Genista Tinctoria
Fuente: (Palma López , 1995)
Figura 4. Flor de retama Producida en Ecuador Provincia Tungurahua.
18
2.1.4 Colorantes
Color
El color no es una característica de la materia, es una sensación que producen los rayos de luz,
en el ojo humano y es interpretado por el cerebro. El color depende de las longitudes de ondas y a
diferentes velocidades, donde la luz blanca o del día son de ondas que van desde los 400 a 700
milimicras, donde se produce una sensación de colores, permitiendo el acto de ver. Es decir, el
color depende de la luz ya que los rayos iluminan una sustancia o materia y este absorbe una parte
de esas ondas electromagnética y reflejan el resto, estas ondas reflejadas son percibidas por el ojo
humano y analizadas por el cerebro. En la figura 5 se demuestra el alcance del ojo humano para la
determinación de los colores. (Flores , Roque, & Ochoa , 1995).
Fuente (Zelzman, 2008)
Figura 5. Alcance del ojo humano para la determinación del color
19
Colorantes
Son elementos químicos extraídos de plantas, animales y mineral es decir de origen natural,
procesado los cuales son completamente solubles en sustancias y son capaces de absorber distintas
longitudes de ondas. Los colorantes dentro de la industria textil son cualquier sustancia capaz de
teñir un material. Para que un colorante funcione su estructura química debe de contar con grupos
funcionales los cuales son responsables de absorción de la luz se los denomina Cromóforos como
son: grupos etileno, grupo carbonilo, grupo azo, grupo azoxi, etc (Baltazca & Silva, 2017).
Los grupos responsables de la fijar la molécula del colorante a un sustrato a teñir son los
auxocromos son grupos cargados positivamente como son grupo sulfúrico, grupo hidoxilico, grupo
amínico como se muestra en la Figura 6.
Fuente: (Zelzman, 2008)
En la tabla 4 se muestra cómo se divide la luz visible es una pequeña porción del espectro.
Tabla 4. Regiones Visibles del Espectrofotómetro
Color Longitud de ondas (milimicras)
Violeta
Azul
Cian
Verde
Amarillo
Naranja
Rojo
380-435
435-500
500-520
520-565
565-590
590.625
625-740
Fuente: (Nikita Patel (UCD), Kevin Vo (UCD), Mateo Hernánde, 2015)
Figura 6. Principales grupos Cromóforos y Auxocromos
20
2.1.5 Características de un buen colorante
Principales características que requiere una sustancia para ser denominado y calificado como un
buen colorante son:
Color
Uniformidad a la especie aplicada
Resistentes al lavado y al desgaste
Resistente a la luz
No cause daño al sustrato (Fibra, cuero, papel y alimento)
Fuente: (Flores , Roque, & Ochoa , 1995)
2.1.6 Clasificación de los colorantes
Los colorantes se dividen en 2 grupos:
Colorantes artificiales
Colorantes naturales
Colorantes artificiales
Los colorantes artificiales se obtienen por la síntesis de productos químicos la mayoría de ellos
se consideran tóxicos, son de bajo costo, pero muy difícil de degradar, la mayoría de las industrias
textiles poseen graves problemas en sus aguas residuales debido a la alta contaminación generada
por colorantes sintéticos (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).
Colorantes naturales
Los colorantes naturales se los denominan como sustancia que se le aplica a un cuerpo para
efectuar una modificación a su color de origen, son aquellos que se pueden obtener a partir de:
minerales, vegetales y animales e incluso utilizando nuevas tecnologías por medio de hongos, estos
21
colorantes se lo pueden utilizar en diferentes áreas industriales como para la elaboración de
alimentos, bebidas ,cosméticos y textiles (Begazo & Bendita, 2018).
Los colorantes naturales se clasifican de la siguiente manera:
Por sus características físicas
Por sus características química
Por su tipo de teñido
Clasificación de los colorantes naturales por sus características físicas.
Las propiedades fiscas de los colorantes pueden por su aplicación como las solubilidad, afinidad
y velocidad del teñido y por sus propiedades de uso final como: tono, resistencia la luz, resistencia
al lavado, calor y al desteñido (Begazo & Bendita, 2018).
Clasificación de los Colorantes naturales por su naturaleza Química
En el cuadro 4 indica la clasificación de los colorantes naturales por su naturaleza química.
Cuadro 4. Clasificación de Colorantes según su naturaleza Química
Naturaleza Química de los colorantes naturales
Tetrapirroles
Carotenoides
(Colorantes amarillos y anaranjados)
Flavonoide
(Colorantes amarillos y anaranjados)
Xantonas
Quinonas
(Colorantes purpura, escarlata, anaranjado y rojo siena)
Derivados indigoides e índoles
(Colorantes azules y purpura)
Primidinas sustituidas
Fuente: (Roquero, 1995)
22
Flavonoides
Los flavonoides son los responsables de la coloración amarilla son metabolitos secundarios
polifenólicos se encuentran en los pétalos de las flores con el objeto de atraer insectos. Las
antocianinas, al igual que otros flavonoides, son sustancias hidrosolubles (Yusuf, Shabbir, &
Mohammad, 2017).
En la figura 7 se observa algunas estructuras Química de los Flavonoides.
Fuente: (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017)
En el cuadro 5 se indica la división de los 4 grupos principales los colorantes flavonoides:
Cuadro 5. Grupos principales de los colorantes derivados de los flavonoides
Grupo Color Origen
Flavonol Amarillo Brócoli
Flavanona Crema amarilla Frutas cítricas
Calcona Rojo y amarillo Cártamo
Antocianina Rojo y violeta Col morada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Carotenoides
Los carotenoides son pigmentos naturales solubles en grasas, son elaborados por plantas,
bacterias y algas fotosintéticas, estos tipos de pigmentos son responsable de los colores amarillo,
anaranjado y rojos de frutos y verduras, esto se debe principalmente a una cadena de doble enlaces
figura 7Estructura química de los flavonoides
23
conjugado , absorben la luz en la región de 400-500 nm del espectro dando lugar a color amarillo,
naranja y rojo (Meléndez, Martínez , & Vicario, 2004).
Los carotenoides, químicamente son terpenoides que están conformado principalmente por
ocho unidades de isopreno, básicamente en su estructura solo se encuentran 3 tipos de elementos
que son el hidrogeno (H), carbono (C) y oxígeno (O). (Meléndez, Martínez , & Vicario, 2004)
La molécula de oxígeno puede presentarse como un grupo hidroxilo, metóxido,epoxi y carbonilo
(Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017). En la figura 8 presenta algunas estructuras químicas de
carotenoides, dentro de los carotenoides se pueden dividir en los siguientes grupos:
Carotenos: Como son los licopenos y 𝛽- caroteno son los encargados de la coloración
tales como: naranja de la zanahoria y el rojo del tomate
Xantofilas: La zeaxantina y la luteína, estos tipos de pigmentos contienen oxígeno en su
estructura molecular.
Fuente: (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).
En el cuadro 6 se detalla los principales grupos de los colorantes carotenoides
Grupo Color Procedencia
Xantofila Amarillo Achiote
Carotenos Anaranjado Zanahoria
Cuadro 6. Principales Colorantes de los Carotenoides
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
figura 8. Estructura Química de los carotenoides.
24
Colorante quinona
En el cuadro 7 indica los grupos principales de los colorantes tipo quinona
Grupos Color Procedencia
Antraquina Rojo Cochinilla
Naftoquinona Violeta Henna
Cuadro 7. Grupos derivados del Colorante tipo Quinona
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Clasificación por su tipo de teñido
Los colorantes naturales son utilizados para colorear fibras textiles ya sean de origen animal o
vegetal, para que un colorante sea ventajoso debe ser capaz de incorporarse firmemente a la fibra,
debe ser estable químicamente, soportar la acción de la luz y al lavado, es decir no se debe perder
el color en el cuadro8.Indica la clasificación de los diferentes métodos para la aplicación en el
proceso de teñido con colorantes de naturales tales como :
Tintes mordantes
Tintes de cuba
Tintes directos
Tintes ácidos
Tintes básicos
Tintes dispersos
(Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).
25
CLASIFICACION POR SU TIPO DE TEÑIDO
Tintes
Mordantes
El mordiente que sirve para fijar el colorante en la fibra de algodón, es decir
permite que las partículas del colorante que poseen materias tintóreas queden
adheridas a la estructura de la fibra.
Tintes de cuba
Son colorantes insolubles en su forma coloreada, ejemplo: índigo y purpura
tiria generalmente este proceso se da en un cubo o cuba.
Tintes directos
Son moléculas orgánicas, solubles en agua que se fijan directo a la fibra textil
ya que tienen afinidad y se adhieren de forma directa, por ejemplo: la
cúrcuma, annatto, granada y cártamo.
Tintes ácidos
Estos tintes son solubles en agua y se usan en condiciones acidas, poseen
grupos ácidos sulfónico o ácidos carboxilo que precipitan en las fibras como:
seda, lana y nylon.
Tintes básicos
Tintes básicos son sales amónicas, complejos formados por cloruros de Zinc
o por aminas también llamados tintes catiónicos son adsorbidos pos-algodón
y nylon.
Tintes
dispersos
Son tintes cuya naturaleza hidrofilica contribuyen a una mayor
biodegradabilidad y se adhieren a fibras de poliéster y acetato.
Cuadro 8. Clasificación por su tipo de teñido
Fuente: (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017)
26
Especies Utilizadas para la obtención del colorante para en el proceso de teñido en
fibra de algodón
En este estudio se utiliza especies de origen animal como el insecto cochinilla y de origen
vegetal: flor de retama y de la col morada para obtener colores primarios los cuales serán
empleados en el proceso de teñido en fibra de algodón ver en el cuadro 9.
Especie /Familia Nombre
Común
Parte Utilizada Color
Obtenido
Dactylopius Coccus Costa Cochinilla Cuerpo del
insecto hembra
Rojo
Brassica oleracea var. capitata f.Rubra Col Morada
Hojas
Azul
Retama sphaerocarpa L.
Especie Genista L.
Flor de
retama
Hojas Amarillo
Cuadro 9. Especies utilizadas en el proceso de teñido en fibra de algodón
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
2.2.1 Colorante de Origen animal
Ácido carmínico de la cochinilla
El Ácido carmínico se obtiene a partir la cochinilla Hembra (Dactylopius Coccus Costa). Es
una sustancia polar soluble en agua, en etanol y a bajas concentraciones de ácido clorhídrico,este
ácido presenta una coloración roja la cual puede variar hasta purpura cuando el pH aumenta ,es de
fórmula 𝐶22𝐻20𝑂13 se descompone a 120 °C su punto de fusión es 136°C , tiene mayor resistencia
a la oxidación química y al calor a diferencia de los colorantes sintéticos ,su nombre químico es
Acido 7-β-D-glucopiranosil-3,5,6,8-tetrahidroxi-1metil-9,10-dioxoantraceno-2-carboxilico, es un
producto estable soluble en medios alcalinos, agua o alcohol, los cambios de colores y de pH del
ácido carmínico anaranjado a pH=3 , rojo pH=5.5 y purpura a pH=7 (Agreda Rodriguez, 2009).
En la figura 9 muestra la estructura de ácido carmín a partir del insecto llamado cochinilla
(Dactylopius Coccus Costa).
27
Fuente: (Arroyo Figueroa , Ruiz Aguilar, Vargas Rodriguez , & González Sánchez , 2010)
En la Figura 10 se observa la interacción de los iones de la celulosa (fibra de algodón),
utilizando como mordiente Alumbre y el colorante rojo a partir de la cochinilla (Dactylopius
Coccus costa)
Fuente: (Arroyo Figueroa , Ruiz Aguilar, Vargas Rodriguez , & González Sánchez , 2010).
Composición del Ácido Carmínico
Composición en % de la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa). Ver Tabla 5.
Tabla 5. Composición porcentual del Ácido Carmínico
Carbono 53.66%
Hidrogeno 4.10%
Oxigeno 42.24%
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Figura 9. Estructura Química del ácido Carmínico contenido en el insecto seco (Dactylopius Coccus costa)
Figura 10. Interacción de los iones del algodón, mordiente y colorante a partir de cochinilla.
28
Propiedades Químicas del Ácido Carmínico
Las principales propiedades del ácido carmínico obtenido por extracción hidroalcohólica del
insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ver el cuadro 10. Este colorante presenta una gran
ventaja a diferencia de los colorantes sintéticos son resistentes a la oxidación química también
como al calor.
Cuadro 10. Principales propiedades química del ácido Carmínico
Fuente: (Artega cifuentes, 2011)
Antraquinonas del Ácido Carmínico
Las antraquinonas son compuestos fenólicos, constituye el grupo más abundante de las
quinonas naturales, base y fuente de una considerable cantidad de colorantes.La estructura general
de las antraquinonas ver en la figura 11. La alizarina, 1,2-dihidroxiantraquinona , la antraquinona
se encuentra en estado natural tales como en plantas de las familias leguminosea
,Rubiceae,liliaceae, en hongos,liquines e insectos las quinonas naturales varían desde el color
Aspecto Polvo Rojo Brillante
Formula molecular 𝐶22𝐻20𝑂13
Masa molar 492,39g/mol
Punto de fusión 409K (136°C)
Soluble En agua Aprox.3g/100ml o alcohol
Soluble en soluciones alcalinas
Insoluble éter de petróleo, benceno y cloroformo
Su punto de fusión 136°C
Se descompone 120°C
Tóxico No
Código UE E-120
Es un producto estable Muy estable
Sensibilidad pH
29
amarillo pálido al casi negro, sustancia colorante de gran aplicación en tintorería, otro colorante
que obtiene el pigmento de las antraquinonas es el ácido carmín es un colorante que se encuentra
en los cuerpos deshidratados de las hembras del insecto cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
que parasita en el cactus (IIIa & Tairo, 2015).
Fuente: (Vélez Serna & Villa Pulgarin, 2012)
2.2.2 Colorantes de Origen Vegetal
Los colorantes de origen vegetal se pueden extraer de diferentes partes una planta, ver tabla 6.
Tabla 6. Partes de los Vegetales que se pueden utilizar como fuente de extracción de colorantes
Partes de los Vegetales que se usan para obtener Colorantes Naturales
Código Frecuencia %
Hoja 13 28.3
Cascara 10 21.7
Flor 9 19.6
Fruto 6 13
Raíz 6 13
Rama 2 4.3
Total 46 100
Fuente (Quintriqueo M, Gutiérrez S, & Contreras, 2012)
Figura 11. Estructura General de las Antraquinonas
30
Antocianinas de la Col Morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra)
El termino antocianina (del griego anthos=flor y kia-nos=azul), en 1927 fue propuesto por el
farmacéutico alemán Adolf T. Lewandoski. Son pigmentos hidrosolubles fenólicos de la familia
de los flavonoides son glucósidos es decir están constituidos por una molécula aglicona donde se
une a una molécula de un azúcar por un enlace glucosídico como una antocianidina. Generalmente
estos pigmentos se encuentran en las vacuolas de las células vegetales como en frutas, bayas, flores
otorgando una infinidad de colores que van desde el color rojo, purpura o azul (Heras , Alvis, &
Arrazola, 2013).
En la figura 12 se observa la estructura básica de las antocianinas, normalmente un núcleo flavón
se caracteriza por dos anillos aromáticos A y B con tres puentes de carbonos los cuales pueden
estar unido a uno o más grupos hidroxilos (OH), generalmente es la estructura elemental de todo
polifenol, otra de las características de una antocianina es que posee un oxígeno protonado en el
anillo C , al cual grupos de azucares como: los monosacáridos (posición 3 ) y los disacáridos
(posición 3 y 5 ) , se presentan unidos al carbono 3 . Estos grupos de azucares en las moléculas
otorga mayor estabilidad y solubilidad a la estructura de las antocianinas.
Fuente: (Castañeda Sanchez & Guerrero Beltran, 2015)
Figura 12. Estructura Básica de las antocianinas
31
Según (Aguilera Ortíz, 2011) La familia de los flavonoides son los responsables de
proporcionar los colores rojo, violeta y azul del reino vegetal como las flores, hojas y frutos. Los
colores de las antocianinas dependen de los niveles de hidroxilación y metoxilo en el anillo B que
es la aglicona de la antocianina, que determina el tipo de antocianidina. Se ha especificado doce
tipos de antocianidina las más frecuentes se describe en la tabla 7 que son: la pelargonidina, con
la cianidina, también la delfinidina, peonidina, petunidina y por último malvidina.
Fuente: (GARZÓN1, 2008)
Las antocianinas al interactuar con diferentes clases de hidratos de carbono se forman los
principales sustituyentes, es decir diferentes antocianinas (GARZÓN1, 2008), observar la Tabla
7 en la col morada se encuentra la delfinidina, ver en la figura13 la estructura química.
Fuente: (Pereira, 2014)
Tabla 7. Sustituyentes de las antocianinas
figura 13. Estructura química de la delfinidina (Derivada de la Antocianina –Col Morada)
32
Influencia de la temperatura y pH de la antocianina
Las antocianinas son relativamente inestables, pero si se lo encuentra en estado natural, medios
ácidos se puede degradar el color durante el almacenamiento a temperaturas elevadas. Las
soluciones de antocianina se secar por un proceso de aspersión a temperaturas superiores a 100°C
donde procede a degradarse el color y que las temperaturas inferiores a los 90°C la degradación es
menor. El tono y estabilidad está influido por rangos fisicoquímicos donde tienen influencia los
sustituyentes Hidroxilo o metoxilo. Ver tabla7. Y los azucares variando el color y la reactividad
de las antocianinas, es decir entre más grupos hidroxilos, el color se convierte de rosa a azul
(Castillo Burbano , 2006). En la figura 14 se indica los literales desde A-F (los diferentes pH ) y
como es du efecto de degradación.
Fuente: (Castañeda Ovando, Pacheco, Páez Hernández , Rodriguez, & Galán Vidal, 2008)
figura 14. Esquema del efecto del pH y reacción degradación.
33
Luteolina (LUT) de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)
Este tipo de pigmento se encuentra en las hojas y en la corteza comúnmente se presenta en:
apio, diente de león, tomillo y en la flor de retama, La Luteolina (Ver.Figura15) también llamada
luteolol es una clase de flavonoides perteneciente al grupo llamado flavona,en su estructura
molecular por un grupo orto-dihidroxi en el anillo B, doble enlace C2-C3 en conjugación 4-oxo
contiene un hidroxilo en la posición 5 ver la figura 15. Su fórmula molecular es: 𝐶15𝐻10𝑂6 (Alfaro
Marabolí, 2009).
Fuente: (Alfaro Marabolí, 2009)
La extracción de Luteolina se puede realizar a partir de destilación por vapor y por solventes
orgánicos tal como: etanol, éter de petróleo, metanol, cloroformo y éter dietílico. Sin embargo, los
solventes presentan algunas desventajas como: la degradación y pérdida de componentes biactivos
y el tiempo de proceso y volúmenes de solventes. Una de sus propiedades físicas es su masa molar
286.24g/mol, su nombre según la IUPAC 2-(3,4Dihidroxifenil)-5,7-dihidroxi4-cromenona.
(Alfaro Marabolí, 2009).
Figura 15. Estructura química de la Luteolina
34
Método de separación de pigmentos de origen natural
2.3.1 Extracción
Según (Vigueras, 2016) la extracción es una de la operación básica del laboratorio y se define
como la separación de un componente, mezcla o solución por medio de un disolvente se puede
realizar en los 3 estados de la materia pueden ser:
Extracción solida –liquido.
Extracción liquido-liquido.
Extracción gas-liquido.
La extracción de las diferentes fuente de pigmentos como: flavonoides(Luteolina y
antocianinas) se lo realiza a partir de material vegetal seco , debe de pasar por un proceso de
molienda para facilitar la extracción de compuestos flavonoícos , esto también depende de la
solubilidad, los flavonoides poseen un número de grupos hidroxilos o azucares los cuales son
considerados como compuestos polares para solventes orgánicos como : etanol, metanol , agua ,
butanol y acetonas .Las antocianinas son consideradas flavonoides de baja polaridad por lo que se
trata el material vegetal seco con etanol conteniendo HCl (Ácido clorhídrico ) a bajas
concentraciones ,es decir al 1% donde se extrae inmediatamente observándose en la solución su
cambio de color (Reynaldo & Cartaya, 2001).
2.3.2 Separación (Pigmento-Solvente)
Para la separación componentes de una mezcla homogénea a nivel de laboratorio, hay diferentes
tipos de métodos como son: Filtración, destilación, disolución y reparto (Galarza Medina , 2013).
35
Destilación
Es un proceso que consiste en separar una sustancia de una mezcla liquida homogénea por
medio de vaporización y condensación. Su fundamento es aprovechar los diferentes puntos de
ebullición de los componentes es una propiedad única de cada sustancia, es decir, no varía en
función del volumen o de la masa (Galarza Medina , 2013).
2.3.3 Filtración
Es una operación unitaria que permite separar los sólidos suspendido en un líquido por medio
de un mecanismo ya sea poroso, tamiz o criba (Galarza Medina , 2013).
Métodos para caracterización de los colorantes
2.4.1 Espectrofotometría Ultravioleta-Visible
La espectrometría es un procedimiento de análisis instrumental más usado en el laboratorio y
su fundamento consiste en la absorción de la luz por parte de un elemento para dar su
concentración. Su funcionamiento se basa en la coloración de una pequeña muestra de una
solución al equipo de espectrofotómetro. Este dispositivo, consiste en determinar la absorbancia
de luz de una sustancia a una determinada longitud de onda. Esto nos permite conocer e identificar
si existe alguna modificación o transformación en sus grupos funcionales en la molécula
antraquinona, luteolina y antocianina (Sanchez, 2013).
En la figura 16 se observa el esquema básico de los componentes de un espectrofotómetro UV-
Visible el mismo que consta de: Lente condensante, monocromador, rendija, cubeta (paso óptico)
y fuente de luz.
36
Fuente: (Moldovan, 2016).
Las antocianinas debido a su estructura presentan máximo absorción tanto en la región visible
se caracterizan por tener 2 bandas separar en la región visible 465nm y 550 nm y otra más pequeña
en el UV alrededor de 275nm .Por ejemplo para la cianidina-3-glucosido entre ( 𝜆𝑚𝑎𝑥523𝑚𝑛),
delfinidina(𝜆𝑚𝑎𝑥544𝑚𝑛), delfinidina-3-glucósido (𝜆𝑚𝑎𝑥534𝑚𝑛) ( (Martinez Rivera, 2015).
La tabla 8 indica el color absorbido, la longitud de onda y el color observado mediante análisis
espectrofotométricos a partir del ácido carmín obtenida de la cochinilla (Dactylopius Coccus
costa).
Figura 16. Características del espectrofotómetro UV-Visible
37
Tabla 8. Tabla de referencia de longitud de onda a partir de un análisis por espectrofotómetro UV-Visible del ácido
Carmínico
Longitud de onda
máxima absorbancia (nm)
Color Absorbido Color observado
380-420 Violeta Amarillo verdoso
420-440 Azul violáceo Amarillo
440-470 Azul Naranja
470-500 Verde azulado Rojo
500-520 Verde Purpura
520-550 Verde amarillo Violeta
550-580 Amarillo Azul violáceo
580-620 Naranja Azul
620-680 Rojo Verde azulado
680-760 Purpura Verde
Fuente: (Mamani & Huamani , 2015)
La luteolina es capaz de absorber la luz en una longitud de onda entre 440nm y 590nm en un
espectro visible de 446nm (Arellano Corral, 2011).
2.4.2 Ley de LAMBERT-BERR
La ley de Lambert –Beer es una ecuación que vincula la absorción de la luz monocromática a
una longitud de onda definida, con la concentración de un material (cromóforo en solución)
atravesado, es decir la ley establece que la concentración de una sustancia es directamente
proporcional a la absorbancia de una solución. Conocer espectro de absorción de una solución se
puede determinar la concentración de la solución utilizando la ecuación:
38
[𝐶] =𝐴
𝜀∗𝐿 Ec: 1
Donde:
[C]= concentración molar
A= absorbancia de la sustancia
L= longitud de la celda (cm)
ɛ= coeficiente de extinción molar
Los coeficientes de extinción molar, este coeficiente puede variar según el tipo de compuestos
absorbentes y con su longitud de onda para cada compuesto (Ayaguari Morocho , Fabian
Adalberto;, 2017).
Fibras textiles
Una Fibra textil es una serie de filamentos y cadenas largas individuales usadas para formar
hilos obteniendo tejidos mediante el proceso de hilado y algunos procesos físicos o químicos. La
fibra textil se considera a cualquier material cuya longitud sea mayor a su diámetro, este parámetro
es esencial para el proceso de hilado, se denomina fibra corta aquellas hebras que su longitud es
de 6 cm y llaman hebras continuas a los filamentos. Las Fibras textiles se clasifican según su
origen, en artificiales y sintética. De origen natural tenemos: animales, vegetales y de minerales.
Las de origen vegetal generalmente son celulósicas se obtienen de semillas, tallos hojas y raíz. Por
ejemplo, de las semillas de puede obtener el algodón, el fruto del algodón es una capsula donde se
en encuentran las semillas alojadas cubiertas por una masa de fibras estas contienen 91.5% de
celulosa pura (Pereira, 2014). En la figura17 indica la clasificación de las fibras naturales.
39
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
2.5.1 Clasificación de Fibras Orgánicas de origen vegetal
La figura 17 detalla la clasificación de las fibras de origen vegetal
Figura 18. Clasificación de Fibras Vegetales
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Fibras Naturales
Fibras organicas
Fibras vegetales
Fibras animales
Fibras Inorganicas
Fibras apartir de Minerales
Figura 17. Clasificación de fibras de origen Natural
Cla
sifi
caci
on
de
Fib
ras
Veg
eta
les
De semilla Algodon
capoc
De Tallos Lino
De Hojas Manila
De Frutos Coco
40
2.5.2 Algodón
Es una planta de cultivo tropical, del género botánico Gossypium donde se conoce más de 30
especies como Gossypium hirsutuml., Gossypium arboreum L., Gossypium barbadense L., esta
última clase de algodón es originaria de América del Sur. Este género es perteneciente a la familia
de la malváceas, también está vinculada con otras especies como la malvarrosa (Bermeo, 2014).
Fuente: (Ding, 2013)
La fibra de algodón se desarrolla en las semillas y es considerado como celulosa pura debido a
sus altas concentraciones de este que rodea entre los 88-96% y una mínima cantidad de cera y
sustancias orgánicas e inorgánicas.VerFigura21.La celulosa es un biopolímero por lo que es
biodegradable, desde un punto de vista bioquímico está estructurado por largas cadenas de
carbohidrato polisacárido y su fórmula empírica es (𝐶6𝐻10 𝑂5)𝑛 donde n=200 teniendo como
valor mínimo. (Morillo Chandi, 2012).
La formación de la estructura de la glucosa se da por la unión de moléculas de β- glucosa a
través de los enlaces β-1,4-glucosidico, lo cual lo hace insoluble en agua. El algodón es muy
utilizado en las industrias textiles a nivel mundial ya que tiene las siguientes características:
Suavidad
Arrugado con facilidad
Buen absorbente
figura 19. Estructura química de la celulosa
41
Resistente al calor
Durabilidad.
En la figura 19 se observa la unión de los enlaces en cadenas continuas de la celulosa
Fuente: (Pereira, 2014).
2.5.3 Constitución y estructura química de la celulosa
La célula vegetal está constituida por celulosa que es un polímero natural importante, así como
la pectina, lignina y la hemicelulosa. Las fibras naturales se lo puede encontrar normalmente el
algodón, cáñamo, ramio, lino, yute, etc; los mismos que están compuestos de celulosa (60-90%).
Para eliminar las impurezas contenidas en la celulosa como grasas, pectinas y proteínas debe ser
tratada con sosa con el cual también pasa por un proceso de blanqueo con peróxido de hidrógeno
(𝐻2𝑂2) para eliminar las pigmentaciones. La fórmula de la celulosa es (𝐶6𝐻10𝑂5)𝑛 en el cual está
formado por condenas de glucosa 𝐶6𝐻12𝑂6, donde se unen con un grupo hidroxilo glucósido del
C-1 y de una molécula del grupo hidroxilo alcohólico del C-4, con una separación de agua.
(Peñafiel, 2011).
Figura 20. Unión de enlaces Hidrogenados en Cadenas continúas de Celulosa
42
En la figura 20 se observa la formula Química de la celulosa
Figura 21. Formula Química de la Celulosa
Fuente: (Peñafiel, 2011)
La fibra de algodón y su composición química
Las sustancias impuras de componen la fibra de algodón no se puede medir con exactitud ya
que estos dependen del origen de procedencia y las circunstancias climáticas donde se ha sembró.
En la tabla 9 se escribe la composición química el algodón:
Tabla 9. Composición Química de la fibra de algodón
Composición de la fibra de algodón % del componente
Celulosa 88.0 – 96.0
Agua 6.0—8.0
Proteínas 1.1—1.9
Sales minerales 0.7—1.6
Pectinas 0.7—1.2
Cera 0.4—1.0
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde.
43
Propiedades físicas de la fibra de algodón
Las principales propiedades físicas para la identificación de una fibra textil algodón se muestra
en la tabla 10.
Tabla 10. Propiedades Físicas de la Fibra de algodón
Absorbancia (%) 7-11
Elongación (%) Húmedo: 3
Seco: 3
Recuperación elástica (%) 5-7
Resistencia a la luz solar Buena
Peso especifico 1.52
Densidad y gravedad especifica 1.52 (g/ml)
Temperatura segura del planchado 218 °C
Punto de fusión No se funde
En flama Arde
Fuente: (Peñafiel, 2011).
2.5.4 Producción de Algodón en Ecuador
Actualmente en Ecuador las zonas más productivas se encuentran en la costa en las Provincias
de Manabí en Tosagua, Guayas en el cantón Pedro Carbo y Loja en menor producción , el ciclo
productivo del algodón es aproximadamente unos 150 días en Guayas generalmente las siembras
empiezan en el mes de enero y febrero su cosecha va desde mayo hasta agosto mientras que en la
Provincia de Manabí su siembra se produce en los meses de Diciembre hasta abril y su cosecha
desde mayo hasta Octubre, la productividad promedio es de 2.900kg de algodón rama por hectárea.
44
La FAO (Organización de las naciones unidad para la alimentación y la agricultura) y
Funalgodon es una organización de fomento al cultivo de la oleaginosa ubicada en la provincia de
Manabí planteo un programa de Cooperación Internacional BRASIL-FAO genrando el desarrollo
agrícola generando empleo y mucho más ingreso al país (Organizacion de Naciones Unidas para
la alimentacion y la agricultura, 2018).
2.5.5 Ubicación geográfica del sector textil en Ecuador
Las empresas textiles se encuentran están distribuido en diferentes provincias del Ecuador
ubicadas en diferentes provincias del territorio ecuatoriano, pero la mayoría de este tipo de
industria con mayor producción se encuentran ubicadas en las provincias de Guayas, Azuay,
Tungurahua e Imbabura siendo esta última con mayor actividad textilera; teniendo el 46% de la
producción cubriendo demanda tanto interna como de exportación, seguida por la provincia de
Chimborazo que aporta con el 15% de la producción, Azuay con el 11,7%, Carchi aporta con el
10,8% y el 5,2% la provincia de Tungurahua y el porcentaje restante se encuentra en el resto de
provincias (Clemente, 2015).
Proceso de teñido de la Fibra de Algodón
En Proceso de teñido con colorantes de origen natural, estos requieren de un mordiente como se
muestra en la figura 22 el esquema del comportamiento entre la fibra de algodón y el mordiente
(Temperatura vs Tiempo).
45
figura 22. Esquema del Proceso de teñido en Fibra de algodón con colorantes de origen vegetal
Fuente (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).
2.6.1 Tratamientos preventivos
A toda fibra que se somete a un tratamiento de teñido inicialmente se le aplica una serie de
tratamientos como son:
Desmineralizado
Este tratamiento tiene como objetivo eliminar el contenido de iones alcalinos y de metal pesado
que contiene la fibra (Pereira, 2014).
El descrude
Tiene como objetivo la purificación de la fibra de algodón ya que contiene gran cantidad de
impurezas en especial las ceras y grasas y estas se encuentran localizadas en la pared primaria de
la fibra de algodón para poder facilitar la absorción del agua y poder obtener la uniformidad del
teñido. (Pereira, 2014).
46
Blanqueamiento
En este proceso se emplea un agente oxidante más utilizado en la industria textil es el peróxido
de hidrógeno con el objetivo de retirar la diferencia de oxidación que presenta la fibra en su estado
natural que es amarillento o azulado la meta de este proceso es obtener un alto grado de blancura
para que en el proceso de teñido tenga un mejor aspecto y logar un bajo contenido de impurezas
nativas, durezas, metales pesados grasas y ceras (Pereira, 2014).
Antipilling
El pilling es un efecto no deseado sobre los tejidos ya que se presenta una formación de bolitas
arredradas o en forma de pelusas, la normas aplicables para la resistencia al pilling son: ASTM-
D4970,ASTM-D3512 ,ISO12945. Este tratamiento consiste en una hidrolisis controlada de las
fibras celulósicas por medio de celulosas (Pereira, 2014).
El Teñido
El proceso de teñido de las fibras textiles se realiza por una solución acuosa llamada baño de
teñido. Este proceso se puede dividir en varias etapas: primero el colorante se dispersa en una fase
líquida con el fin introducirse en la fibra, segundo la fase liquida del colorante pasa a sólido sobre
el área de la fibra y tercer el colorante establece un enlace en la fibra con el objetivo de estar fijo
en el mismo. Para que el proceso de teñido sea comprobado, el colorante debe quedarse
permanente en la fibra si perder coloración en un proceso de lavado. Otro factor que influye es que
la luz evitando que afecte el desteñido rápido la fibra coloreada, muchas plantas y animales
producen pigmentos, pero muy pocos pueden ser utilizados en industrias textiles debido a estas
limitaciones (Dos Santos M., Maier, M, 2008).
47
Mordientes
Son sustancia química que pueden ser de origen natural o también sintético con el objetivo de
fijar los colorantes a la fibra de una manera uniforme y deben ser estables al proceso de lavado y
al contacto con la luz, debido a la fusión molecular entre la fibra y el colorante, este se impregne
al interior de fibra y ayude a fijar el color del tinte a la fibra. El mordiente al contacto con el agua
caliente esta se disuelve, la sal disodica y el metal queda como un catión metálico (+), es decir el
catión metálico se une a la fibra textil y forma un enlace con las moléculas del colorante es decir
rompe el enlace hidrogenado posicionándose el ion metálico del mordiente y con el átomo de
hidrogeno a la fibra, los mordientes se emplean en pocas cantidades ya que el exceso puede dejar
a la fibra rígida y áspera (Obando Portillo, 2013).
En la Figura 23 indica el esquema de los mordientes en la fibra (A) se observa el colorante y la
fibra sin mordentar, (B)(C) y(D) se observa el colorante unido a la fibra previo el proceso de
Mordentado con sales como : Hierro , Alumbre , Cobre.
Fuente: (Zelzman, 2008)
Figura 23. Esquema del comportamiento de los colorantes con mordientes unido a la fibra textil.
48
Existen 2 tipos de mordientes los de origen natural se los utilizaban antiguamente como, por
ejemplo: sal, el limón, vinagre o ácido acético también existen los mordientes de origen mineral
especialmente de sales metálicas como el aluminio, el cobre y también el hierro. (Pazos, 2017).
En la tabla 11 se observa los mordientes más utilizados para la fibra textil.
Tabla 11. Mordientes Utilizados en la Industria Textil
Nombre Porcentaje (%) a
utilizar (g)
Formula Química
Alumbre 25.0 𝐾𝐴𝑙(𝑆𝑂4) ∗ 24 𝐻2𝑂
Dicromato de Potasio 1.5-4.0 𝐾2𝐶𝑟2𝑂7
Sulfato cúprico 3.0 𝐶𝑢𝑆𝑂4
Crémor tártaro 6.0 𝐾𝐶4𝐻5𝑂6
Cloruro de estaño 2.0-4.0 𝑆𝑛𝐶𝑙2
Sulfato de Fierro 3.0 𝐹𝑒𝑆𝑂4
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Alumbre
Alumbre es una sal también es conocida como sulfato de alúmina y potasa proviene de un
mineral que se presenta en forma de piedras transparentes de origen volcánico esta sustancia fue
usado por sumerios, Egipto y romanos como en curtido de pieles, para tintes de tejidos,
purificación de agua, etc. Actualmente en la industria textil se lo combina con crémor tártaro con
el objetivo de fijar el color en la fibra se obtiene mejor resultados para tonos claros debido a que
su resistencia a la luz es mediana ,esta sustancia se aplica en pequeñas cantidades debido al exceso
de alumbre podría deteriorar o volver pegajosa a la fibra (IIIa & Tairo, 2015).
49
Técnicas de teñido
Después del proceso de extracción de los colorantes naturales para logar un teñido en fibras
textiles se requieren de procesos de teñido atreves de métodos convencionales hasta métodos
innovadores.
En la figura 24 se observa cómo interactúan las moléculas del algodón con el mordiente sulfato
ferroso.
Fuente: (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017)
2.7.1 Mordentado Directo
Es el método más primitivo que consiste en introducir la fibra textil directamente al baño de
tinte después de que las fibras cumplan con la eliminación completa de impurezas (Pazos, 2017).
2.7.2 PreMordentado
Premordentado es cuando se introduce la fibra sin teñir en agua tibia la cual contenga un
mordiente con agua suficiente hasta que la fibra esté cubierta totalmente, el tiempo que se deja
calentar aproximadamente es de 30minutos a 1 hora en constante agitación (IIIa & Tairo, 2015).
figura 24. Esquema del efecto del mordiente con la fibra de algodón.
50
2.7.3 PostMordentado
Se coloca la fibra previamente teñida y premordentada introducirla en agua tibia que contenga
un mordiente en este caso el alumbre. El objetivo d este proceso es de cambiar la tonalidad y
reforzar la solidez ala lavado (Pazos, 2017).
Factores de la propiedad de Teñido
2.8.1 Absorción
Está en la primera fase donde va a ocurrir la difusión hacia el interior de la fibra esta difusión
liquido –solido, depende del tamaño molecular de la especie que va a difundir y del tipo de
estructura de la fibra, en la absorción se debe tomar en cuenta los siguientes parámetros:
Naturaleza del colorante
Relación de baño
pH
Temperatura
Tipo de fibra
Fuente: (Pereira, 2014)
2.8.2 Acidez y alcalinidad de los tintes naturales
La acidez o alcalinidad del baño de teñido es uno de los parámetros muy importante y se lo
puede obtener por medio de los potenciómetros o por medio del papel indicador en laboratorios,
la condición de este parámetro puede verse afectado debido al comportamiento que puede
presentarse en el tinte (Loredana, 2009).
51
2.8.3 Influencia de la afinidad del Colorante
La afinidad entre el colorante y las fibras textiles se determina por su estructura molecular
siempre se debe de tomar en cuenta la naturaleza del colorante y también de la fibra (IIIa & Tairo,
2015).
2.8.4 Relación de baño
La relación de baño también conocida como razón de licor y es la relación entre el volumen de
solución con respecto a el peso de la fibra a teñir es decir 1:50 esta relación de baño nos indica que
por cada 1 kilogramos de tela se necesitan 50 litros de baño. En un periodo de tiempo donde el
colorante y la fibra a teñir interactúan permitiendo la migración de las moléculas de colorante hacia
la fibra es importante en el proceso de teñido saber cuándo termina la difusión y cuando empieza
la fijación del colorante el objetivo es que el resultado sea un teñido eficiente en menor tiempo
posible evitando deteriorar la fibra (Loredana, 2009).
2.8.5 Influencia del Tiempo de contacto Fibra/Baño
El tiempo de contacto entre el colorante y la fibra permite la migración de las moléculas de
colorante hacia la fibra el tiempo de contacto es de 30 minutos a 1 hora (IIIa & Tairo, 2015).
2.8.6 Temperatura de teñido
La temperatura en un factor importante para la fijación del color en las fibras textiles debido a
que la difusión de las moléculas de colorantes depende de la temperatura, a mayor temperatura la
movilidad y energía de las moléculas aumenta favoreciendo la migración de las mismas desde el
baño tintóreo hacia la fibra .A los 40°C las fibras absroben los colorantes más lentamente en
relación a una temperatura de 90°C (IIIa & Tairo, 2015).
52
Pruebas de calidad
2.9.1 Prueba de calidad a la Fibra de Algodón antes del teñido
Reacción a la llama
Según la normativa ecuatoriana NTE INEN 2 527:2010 Textiles de Identificación de Fibras.
Ensayo Cualitativo en la tabla A3 Reacción a la llama. Se observar las condiciones requeridas para
comprobar si es fibra de algodón (Instituto Ecuatoriano de Normalizacion, 2010).
2.9.2 Prueba de calidad a la Fibra después del proceso de teñido
Solidez al frote
Está es una prueba que consiste en comprobar la cantidad de color trasmitido en la superficie,
es decir determina la resistencia de color en la fibra de algodón. La baja solidez al frote puede ser
debido a la deficientes tratamiento de pre-teñido, las condiciones de teñido y calidad del agua. Para
la fibra de algodón se realiza con ayuda de un paño seco y otra con uno húmedo y posterior la
frotación en la fibra textil se verifica el total de colorante transmitido (Bermeo, 2014).
Solidez Al Lavado
Este procedimiento consiste en el lavado de la fibra, utilizando detergentes o jabones con pH
neutro, frotar y posteriormente enjuagar repetir varias veces, esto se hace con el fin de determinar
la resistencia del colorante en la fibra y observar si el tinte o el mordiente son beneficiosos. (IIIa
& Tairo, 2015).
53
Solidez A La Luz
Esta prueba se lo puede realizar por distintos métodos ya sea por exposición directa a la luz
solar o por el método de fluorescentes, cuyo objetivo es evaluar el grado de decoloración y
resistencia (Bermeo, 2014).
Determinación de color
Colorimetría
La colorimetría técnica que permite estudiar la medida de los colores y desarrolla métodos para
la cuantificación y percepción del color. El colorímetro es un instrumento el cual sirve para la
identificación del color, es decir permite medir la absorbancia de una disolución en una frecuencia
de la luz específica, es decir la absorbancia es proporción a su concentración, donde los sensores
miden cuanto es la cantidad de luz que atraviesa el disolvente (Ding, 2013).
Espacio de color Cielab
La colorimetría de triestímulo, o también conocido como coordenada CIE L*a*b, donde:
L: luminosidad 0 negros a 100 blancos
a*=Coordenadas (+aRojo, -aVerde)
b*=Coordenadas (+b Amarillo, -b Azul)
El espacio de color CIE L*a*b Actualmente es uno de los espacios de color más utilizados usado
para evaluar el color de un objeto, en el cual utiliza la curva espectral ya codificada por la comisión
internacional de iluminación (CIEL X, Y y Z -1931) es un modelo cromático es utilizado para la
determinación del color que puede percibir el ojo humano, los tres estímulos generalmente (rojo,
verde y azul). Las áreas dentro de las tres curvas se obtienen de las tres curvas las cuales dan las
54
coordenadas triestímulo X, Y y Z (ver en la figura 25). ligadas a las coordinadas de cromaticidad
son entidades matemáticas imaginarias (Herrera Quñonez & Rodríguez Castillo, 2016).
Fuente: (Ding, 2013)
figura 25. Coordenadas rectangulares y cilíndricas del espacio de color CIELAB
55
Capítulo III
Marco metodológico
Metodología de la investigación
El proyecto de titulación estará enfocado en los análisis cuantitativos tales como: análisis por
espectrofotómetro y colorimetría. También se realizará análisis cualitativos como son: observación
de la mejores fijaciones y tonalidades de los color amarillo, azul y rojo en las telas teñidas
utilizando los diferentes tipos de colorante extraídos para el proceso de teñido en la fibra de
algodón. Las fuentes de origen natural utilizadas para este estudio son: la col morada (Brassica
oleracea var. Capitata f. Rubra) para obtener la antocianina, la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L.) para extraer la Luteolina y la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) para
obtener el ácido carmínico, las experimentaciones se realizarán en los laboratorios de
Investigación: Laboratorio de Tratamientos de aguas residuales y en el laboratorio de
microbiología de la facultad de Ingeniería Química y los análisis en la facultad de Ciencias
Químicas de la Universidad de Guayaquil.
Enfoque metodológico
3.2.1 Investigativo
La extracción de colorantes de origen natural mediante diferentes técnicas y que puedan ser
remplazar con los colorantes sintéticos utilizados en las industrias textiles para teñir fibra de
algodón.
Experimentación
3.3.1 Construcción del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón.
El equipo será construido a nivel de laboratorio con el objetivo de facilitar el proceso de
teñido con los colorantes naturales extraídos.
56
3.3.2 Materiales y equipos empleados para la construcción de un equipo para el proceso
de teñido en fibra de algodón.
En la tabla 12 se describen los principales materiales y equipos que se utilizaran con sus
respectivas marca, dimensiones y capacidades para la construcción de equipo de teñido en fibra de
algodón.
Tabla 12. Materiales y equipos utilizados para la construcción del equipo de proceso de teñido.
Materiales Marca Dimensiones Capacidad
1 Cocina eléctrica. Hometech L= 45
a= 24 cm
x= 5 cm
2 hornillas
1 Base de madera. S.M. L=47 cm
a=32.5 cm
h=30 cm
8 tarros
2 Motores. Faulhaber
schonaich
L= 12 cm
D= 5 cm
24 voltio
8 ejes S.M. D= 0.46 cm
L= 20 cm
1 tela
1 Fuente de
alimentación
EVL L= 20 cm
a=9.5 cm
x= 4cm
24 voltio - 8
amperios
Conmutada.
16 Rulimanes. Vm D interno: 6 mm
D externo:13 mm
Espesor: 5.5 mm
1 eje
2 Placa metálica. S.M. L=22 cm
a=22 cm
x=0.1 cm
1 placa para 4
tarros de latas
1 Termómetro. France
Promolab
L= 30 cm
D= 0.6 cm
-20 a 100 °C
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
57
El equipo constará de varios instrumentos, una cocineta eléctrica de 2 hornillas que proporcionará
el calentamiento constante a los 8 recipientes de latas, en el interior de cada recipiente se agregarán
las telas de algodón, las cuales serán sometidas a un baño de teñido utilizando los tres tipos de
colorantes naturales. Cada recipiente tiene incorporado 1 eje que tiene una hélice, con el fin de
agitar y distribuir uniformemente el colorante natural en la tela en el proceso de teñido.
Para facilitar el proceso de teñido y dar una agitación constante en las telas sumergida en el baño
de teñido contenida en los 8 tarros de latas, tiene incorporado 2 pequeños motores con un regulador
de velocidad de 30 rpm en cada motor, los mismo que dará constante agitación a 4 ejes, para que
esto se cumpla cada eje está conectada al motor por medio de una polea que proporcionara el
movimiento rotatorio a todos los ejes como se observa en la figura 26. Para el funcionamiento de
los dos motores, el equipo de teñido tiene incorporado un dispositivo electrónico que es una fuente
conmutada que reducirá la energía eléctrica que va de 110 voltios a 24 voltios.
Figura 26. Esquema del funcionamiento del equipo de teñido
Elaborado por: Viviana Ponce Ponce y Bryan Quinde Gonzabay
58
3.3.3 Esquema del equipo para realizar el proceso de teñido
En la figura 27 se demuestra el diagrama de diseño del equipo de teñido, donde se detalla las
partes correspondientes que conforman el equipo de teñido y en la tabla 13 se describen los
materiales e instrumentos que se utilizaran para la construcción de dicho equipo, para realizar el
proceso de teñido en fibras de algodón con los colorantes de orígenes naturales extraídos.
Figura 27. Esquema del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
8
59
Tabla 13. Materiales e Instrumentos utilizados para la construcción del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón
Elaborado por: Viviana Ponce Ponce y Bryan Quinde Gonzabay
3.3.4 Experimentación para la obtención de colorantes de origen natural
En esta etapa se describirá los procesos para la extracción de los pigmentos; antocianina de la
col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra) para obtener el colorante azul, la Luteolina
extraído de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) para tener el colorante amarillo y la
preparación de la solución del colorante rojo a partir del ácido carmín extraído del insecto
cochinilla (Dactylopius coccus costa). Los 3 tipos de colorantes naturales obtenidos serán
utilizados para el proceso el teñido en fibra de algodón.
Obtención de colorante azul (Antocianina) a partir de la col morada (Brassica
oleracea var. Capitata f. rubra).
La extracción se realizará en medios ácidos para logar una mayor concentración de
antocianinas, se observará una coloración roja debido al catión flavilo, después se cambiara el pH
de 7-8 para obtener tonalidades de nuestro interés (Azules).
1 Ejes 5 Base metálica
2 (Fuente de calor) Cocina eléctrica 6 Motores
3 Soporte de madera 7 Rulimanes
4 (Reactores) Latas 8 Termómetro
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
60
Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para la obtención del
colorante azul (Antocianina) de a partir de la col morada (Brassica oleracea var.
Capitata f. rubra).
En la tabla 14 se indican los materiales, instrumento y equipos utilizados para la extracción de
las antocianinas partir de la col morada, donde se obtendrá el colorante azul para ser empleados en
el teñido en fibra de algodón.
Tabla 14. Materiales, instrumentos y equipos utilizados para la obtención del colorante azul partir de la col morada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
MATERIALES MARCA/MODELO CAPACIDAD
Probeta CENCO 10-55-100 ml
Vaso de precipitación RASOTHERM 100-120-500 ml
Matraz Erlenmeyer RASOTHERM 1000 ml
Agitador S.M S.C.
Embudo buchner HALDENWANGER >10 ml
Recipiente ámbar S.M 4 litros
INSTRUMENTO MARCA Capacidad
Balanza analítica SARTORIUS 0-220 g
PH metro ORION STAR 3 0-14
REACTIVOS Pureza
Ácido clorhídrico 37%
Bicarbonato de sodio 100%
Agua destilada 100%
61
Procedimiento experimental para la obtención de colorante azul (antocianina) a
partir de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra).
a. Recepción de la materia prima (Col morada)
b. Se procederá a la reducción de tamaño en trozos pequeños para col morada.
c. Se realizará un lavado en la col morada para eliminar impurezas
d. Se pesará en una balanza analítica 600g de col morada.
e. Se medirá en una probeta 1550ml de agua destilada.
f. Con ayuda de una probeta se medirá 4.2 ml de Ácido clorhídrico al 37%.
g. Se procederá a realizar la solución de agua acidificada (Agua + ácido clorhídrico),
llevar a una concentración del 0.1%.
h. En un recipiente ámbar se verterán la col morada junto con el agua acidificada donde
se llevará a cabo el proceso de extracción de antocianinas.
i. Se dejará reposar durante 3 días a temperatura de refrigeración 4°C. Hasta obtener un
pH 3 para extraer la antocianina.
j. Con ayuda de un filtro se separarán la parte solida los trozos de col morada dejando su
la parte liquida la cual se denominado extracto de antocianina.
k. Se concentrará la solución de antocianinas a punto de ebullición durante 1 hora y 30
minutos.
l. En un Erlenmeyer se medirán 350 ml de la solución concentrada de antocianinas
m. En una Balanza analítica se pesará 3.5g de Bicarbonato de sodio purificado.
n. Se agregará el bicarbonato de sodio purificado a la solución concentrada de
antocianinas, al agitar constantemente se observará el cambio de coloración de rosado
a Azul oscuro debido al aumento de pH y se procederá a medir el pH (Subir de 3 a 7).
62
Diagrama de flujo para la obtención de colorante azul (antocianina) a partir de la
col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra)
Recepción de la prima
Cortado
Lavado y Pesado
mezclado
Extracción (Inmersión)
Filtrado
Concentración
Mezclar
Obtencion del colorante azul
NaHCO3
Col morada
Agua destilada
Agua
Agua destilada + HCl =Solución acidificada al 0.1%
Agua
Figura 28. Diagrama de flujo para la extracción de antocianina para obtener el colorante azul
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
63
Obtención de colorante amarillo (Luteolina) a partir de la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L.)
La flor de retama se caracteriza por ser una planta tintórea, posee un pigmento llamado
Luteolina el cual se encarga de la tonalidad amarilla en sus hojas, para la extracción de este
pigmento se procederá a utilizar el proceso de maceración o inmersión, con la ayuda de un solvente
orgánico como es el etanol ya que podemos recuperar dicho solvente por un proceso de destilación.
Materiales, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención amarillo
(Luteolina) a partir de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.
Para la obtención del colorante amarillo a partir de la flor de retama, se utilizaron los materiales,
instrumentos y equipos que se describen en la Tabla15 y en figura 29 se describe su proceso.
Tabla 15. Equipos, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención de colorante amarillo a partir de la flor de
retama
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
MATERIALES MARCA/MODELO CAPACIDAD
Probeta CENCO 10-25-100 y 250 ml
Embudo HALDENWANGER >10 ml
EQUIPOS MARCA Capacidad
Balanza analítica SARTORIUS 0-220 G
PHmetro Onion Star3 0-14
Estufa MLW 10 kg
T=0-100 °C
Rotavapor HEIDOLPH P=0-1 Bar
T=0-200°C
REACTIVOS PUREZA
Agua destilada 99.5%
Etanol 96 °G
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
64
Procedimiento experimental para la obtención de colorante amarillo (Luteolina)
a partir de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)
a. Recepción de la materia prima (flor de retama).
b. Se realizará la eliminación de tallo y hojas con el objetivo de que solo queden los pétalos
de la flor.
c. En una balanza analítica se pesará y se anotará el peso en base húmeda de los pétalos de
la flor.
d. Se ingresará los pétalos en una estufa eléctrica por un tiempo de 24 horas a 50 °C con la
finalidad de eliminar el exceso de agua.
e. Se pesará los pétalos en base seca para calcular el % de humedad perdida de la flor.
f. Se Colocará las flores en un recipiente.
g. Utilizaremos como solvente el etanol al 96 % se utilizará 2000 ml.
h. Se procederá a realizar el proceso de extracción por maceración durante un tiempo de tres
días con una relación de 1:15 (por cada gramo de flor seca colocar 15 ml de etanol).
i. Se realizará un proceso de recuperación de disolvente utilizando el equipo de desalación al
vacío para la concentración del colorante amarillo.
65
Diagrama de flujo para la obtención de colorante amarillo (Luteolina) a partir
de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)
Figura 29. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo
Recepción de matria prima
Eliminación de hojas y rama
Flor de retama
Humeda
Lavado
Secado
flor de retama (Seca)
extraccion por maceración
destilacion
colorante
Arbusto
retama
Ramas y hojas
(95.20%)
Agua Agua
residual
Etanol
Recuperación del
solvente etanol
Análisis por
espectrofotometría
UV-Vis
Temperatura: 50ºC
Tiempo: 24 horas
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
66
Obtención de colorante rojo (antraquinona) a partir del insecto Cochinilla
(Dactylopius coccus costa)
La cochinilla es un insecto su nombre científico es (Dactylopius Coccus costa), la cual contiene
gran cantidad de ácido carmínico, es de estructura molecular antraquinona las cuales son
responsable del color rojo.
Materiales, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención del
colorante rojo (antraquinona) a partir del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus
Costa).
En la Tabla 16 se detallarán los materiales, instrumentos y equipos que se utilizaron en el
laboratorio, para realizar el proceso de obtención del colorante Rojo a partir del insecto cochinilla
(Dactylopius Coccus costa).
Tabla 16. Materiales y equipos utilizados para la obtención de colorante Rojo a partir de la cochinilla (Dactylopius Coccus
Costa).
Elaborado por: Bryan Quinde &Viviana Ponce
MATERIALES MARCA /MODELO CAPACIDAD
Embudo Buchner HALDENWANGER >10 ml
Agitador S.M.
INSTRUMENTO MARCA Capacidad
Balanza analítica SANTORIUS 0-220 g
pH metro ORION STAR 3 0-14
REACTIVO PUREZA
Agua destilada 99%
Ácido carmínico 50%
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
67
Procedimiento experimental para la obtención del colorante rojo (Antraquinona)
a partir del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus costa)
a Se Medirá en una probeta 500 ml de agua destilada.
b Se Introducirá el agua destilada en un recipiente de 1 litro.
c En una balanza analítica se pesará 70 gramos de ácido carmín al 50% de pureza.
d Se realizará la mezcla del agua destilada con ácido carmínico, se agregará de poco a poco
el ácido carmín pesado, hasta que el polvo del ácido carmín quede totalmente disuelto.
Diagrama de flujo para la obtención de colorante rojo (antraquinona) a partir
del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)
En la figura 30 se describe el diagrama de flujo para el proceso aplicado para la obtención del
colorante rojo.
Figura 30. Diagrama de flujo para la obtención de colorante rojo
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Pesado de Materia prima
Mezclado
Colorante para el teñido
𝐻2𝑂 + 𝐶22𝐻20𝑂13
Agua destilada
+
Acido carmín al
50%
Acido carmín al
50%
68
Proceso de preparación de tela de algodón (Gossypium barbadense L) antes del
proceso de teñido.
a Se procederá a la identificación de fibra de algodón por reacción a la llama.
b Se colocará la tela en una superficie plana para obtener una firme estabilidad.
c Se precederá a medir y cortar la tela de 10x10 cm
d Con ayuda de un jabón a pH neutro y peróxido de hidrogeno se lavará la tela de algodón.
e Se colocará la tela en un recipiente resistente al calor
f Se preparará una solución de 2000 ml de agua destilada y mezclar con 50 ml de peróxido
de hidrogeno al 30 %
g Se agregará la solución preparada a la tela para el proceso de blanqueo
h Se someterá a calentamiento por 15 minutos a 80° C
i Se dejará enfriar la tela
j Se procederá a lavar la tela para eliminar la solución de blanqueo
k Se dejará secar la tela por 24h
69
Diagrama de flujo para la preparación de la tela o fibra de algodón
Figura 31. Proceso de tratamiento de la tela de algodón antes del proceso de
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Preparación de tela
Cortado
Lavado
Blanqueo
Lavado
Secado
Fibra de algodón
Tela residual
10X10 cm
Agua Destilada y de 𝐻202
Agua
Tela
Agua
70
3.3.5 Proceso de teñido
El objetivo de este proceso es tener la mejor fijación de los tres tipos de colorantes extraídos en
la fibra de algodón, con la finalidad de tener las tonalidades los colores primarios en las telas
teñidas, en el caso de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. Rubra) tener la tonalidad
azul, con la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.), un teñido en fibra de algodón de color
amarillo y con el ácido carmín del insecto (Dactylopius coccus costa) un teñido en la tela de color
rojo. Para este proceso se siguieron los pasos que se describen a continuación.
Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para el proceso de teñido
en fibra de algodón con los 3 colorantes de origen natural.
En la tabla 17 se describen los principales materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran
para realizar el proceso de teñido en fibra de algodón con colorantes de origen natural.
Tabla 17. Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para el proceso de teñido con colorantes de origen natural
en fibra de algodón
Materiales Marca/Modelo Capacidad
Vaso de Precipitación RASOTHERM 120 ml
Probeta CENCO 25- 100 ml
Tubos de ensayo con tapón S.M. 20 ml
Instrumentos Marca/Modelo Capacidad
Equipo construido por estudiantes
para proceso de teñido
S.M. 8 latas
Termómetro France Promolab -20 a 100 °C
pH-metro
Balanza analítica
Orion Star3
SARTORIUS
0-14
0-220 g
71
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Proceso de teñido con el colorante amarillo de la flor de retama.
En este proceso que se describe a continuación son las condiciones que se sometieron distintas
telas de algodón para tener el mejor resultado de teñido de color amarillo:
a. En varios vasos de precipitación de 120 ml se agregará agua destilada dependiendo del tipo
de concentración de colorante que se va a analizar.
b. Se procederá a medir diferentes volúmenes de colorante amarillo, se mezclará con el agua
destilada contenida en los vasos de precipitación.
c. Se añadirá alumbre (0.2, 0.4 y 0.6 g) en cada solución, contenida en los vasos de
precipitación. Para aumentar el pH de la solución que contiene alumbre se le agrega 0.2 g
de bicarbonato.
d. Se medirá el pH de la solución del baño de teñido.
Reactivos
Formula molecular
Materia prima colorantes de
origen natural (Extracto de
antocianina, Luteolina y
antraquinonas)
Luteolina= 𝐶15𝐻10𝑂6
Ácido
carmín=𝐶22𝐻20𝑂13
Antocianina= 𝐶15𝐻11𝑂7+
Agua destilada 𝐻2𝑂
Alumbre 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3
Bicarbonato de sodio purificado 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Fibra de Algodón (𝐶6𝐻10𝑂5)𝑛
72
e. Se verterá la solución en los tarros de latas para el proceso de teñido.
f. Se procederá a ajustar la tela de algodón con una medida de 10x10 cm en los ejes del equipo
para el teñido.
g. Se procederá a encender el equipo de simulación de teñido, para calentar el baño de teñido
y medir la temperatura con un crecimiento de 2°C por minuto.
h. A los 60 °C se procederá agregar la tela en el baño de teñido.
i. Cuando el baño de teñido alcance los 90°C. Se dejar la tela de algodón por 1 hora con una
agitación constante de 60 Rpm.
j. Se apagará el equipo de simulación teñido y dejar enfriar la tela es sus respectivos tarros.
k. Se procederá a sacar la tela y dejarla secar por 24h.
l. Con agua destilada se lavará la tela teñida.
m. Se dejará secar por 24 h y planchar la tela teñida.
73
Diagrama de flujo del proceso de teñido con luteína de la flor de retama
Figura 32. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de
colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela.
Preparación de soluciones
(C1, C2 y C3). RB:1/60
Ajuste de pH
Calentamiento de la solucion a 60°C
Teñido de la tela a 90°C
Enfriamiento
secado
Lavado
Secado y Planchado
10 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
20 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
30 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Insertar la tela
Toma de muestra
Toma de muestra
Tela teñida
Agua
Colorante natural
𝐻2𝑂 + Etanol
Agua destilada Agua destilada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
74
Teñido con colorante amarillo a partir de la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L.)
En la tabla 18 se indican las condiciones que tiene cada baño de teñido (RB:1/60), donde se
realizaron 2 procesos distinto: En el primero (𝑃1) las cantidades del mordiente de alumbre: 0.2 g,
0.4 g y 0.6 g está relacionado al 10, 20 y 30 % respectivamente al peso total de la tela a teñir que
es de 2 g, Las concentraciones [𝐶1, 𝐶2 y 𝐶3] son las cantidad de colorante que se añadieron para el
baño de teñido. En el segundo proceso de teñido (𝑃2) se adiciono 0.2 g de bicarbonato de sodio
que representa el 10 % del peso total de la tela con las cantidades respectiva de colorante y
mordiente del proceso 1, donde en cada solución de baño fueron analizado los pH.
Tabla 18. Relación de baño 1/60 con un aumento de pH añadiendo bicarbonato de sodio con el colorante amarillo
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nomenclatura:
P: proceso
C: concentración
𝐵10: bicarbonato de sodio
A: Alumbre
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30
𝐵10= 0.2 g. d 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
75
Proceso de teñido con el colorante azul obtenido de la col morada.
a. Se procederá a verter en 8 vasos de precipitación de 120 ml, agua destilada dependiendo del
tipo de concentración de colorante que se va a analizar en el proceso de teñido.
b. Se medirá diferentes volúmenes del colorante azul extraída de la col morada y se mezclará
con el agua destilada con la finalidad de tener una relación 1/60 (C1, C2 y C3).
c. Se le agregará alumbre en relación al peso de la tela (0.2, 0.4 y 0.6 g), en cada solución para
tener un pH acido. para el aumento del pH en cada solución se le adiciona 0.2 g de bicarbonato
purificado.
d. Se medirá el pH de cada solución contenida en los vasos de precipitación y luego verter la
solución en los tarros de latas para el proceso de teñido.
e. Se ajustará la tela de algodón de 10x10 cm en los ejes del equipo de simulación de teñido y
encender el equipo de simulación de teñido.
f. Se calentará el baño de teñido y medir la temperatura con un crecimiento de 2°C por minuto.
g. A los 60 °C se procederá agregar la tela en el baño de teñido
h. Cuando el baño de teñido alcance los 90°C dejar la tela de algodón por 1 hora con una
agitación constante de 60 Rpm.
i. Se apagará el equipo de teñido y dejar enfriar la tela es sus respectivos tarros
j. Se Dejará secar la tela por 1 día y luego se procede a lavar la tela teñida con agua.
k. Se Analizará las muestras.
76
Agua
Colorante natural
Diagrama de flujo del proceso de teñido con el colorante azul obtenido de la col
morada.
Figura 33. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de
colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de la tela.
Preparación de soluciones
(C1, C2 y C3). RB:1/60
Ajuste de pH
Calentamiento de la solucion a 60°C
Teñido de la tela a 90°C
Enfriamiento
secado
Lavado
Secado y Planchado
10 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
20 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
30 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
pH acido= sin 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
pH básico= 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Insertar la tela
Toma de muestra
Eliminación de agua residual
Toma de muestra
Tela teñida
120 ml
tela teñida
𝐻2𝑂 + Etanol
Tela teñida
Agua destilada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
77
Proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea
var. Capitata f. Rubra)
Se realizará el teñido utilizando color azul para la fibra de algodón con una relación de baño
1/60, donde se procederá a realizar dos procesos de teñido distintos las cuales son: En el primer
teñido (𝑃1) donde se describe en la tabla 19, las telas se someten a distintas cantidades del colorante
azul (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3), así como diferentes pesos de alumbre (0.2, 0.4 y 0.6 g) que está al 10, 20 y 30
% relacionado al peso total de la tela a teñir que es de 2 g. En la tabla 19 se indica el segundo
proceso de teñido (𝑃2) donde se realizó un aumento de pH utilizando 0.2 gramo bicarbonato de
sodio purificado que es un peso constante para cada solución, donde las cantidades de colorante
aumentaron, manteniendo las cantidades de alumbre que en el primer de teñido.
Tabla 19. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota: El peso colorante azul, esta relaciona a la densidad que es de ρ=1.026𝑔
𝑐𝑚3⁄
Nomenclatura:
𝑃1: Primer proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30
78
En la tabla 20 se indica el Segundo proceso de teñido utilizando el colorante Azul obtenido a
partir de la col morada, utilizando una relación de baño 1/60.
Tabla 20. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota: El peso colorante azul, esta relaciona a la densidad que es de ρ=1.026𝑔
𝑐𝑚3⁄
Nomenclatura:
𝑃1: Primer proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
𝐵10: Bicarbonato de sodio
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝐴20= 0.4 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝐴30= 0.6 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 #: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
79
Proceso de teñido con el colorante rojo del ácido carmín.
a. En varios vasos de precipitación con capacidad de 120 ml se agregará agua destilada de
pendiendo el tipo de concentración en la relación del baño.
b. Se medirá diferentes volúmenes del colorante rojo carmín, dependiendo el tipo de
concentración que se va a analizaren el proceso de teñido (C1, C2 y C3) para mezclar con el
agua destilada contenida en los vasos de precipitación para obtener una relación del baño
1/60.
c. En la solución de baño se procederá agregar diferentes pesos del alumbre (0.2, 0.4 y 0.6 g)
para tener un pH ligeramente ácido. Para aumentar el pH se procederá a mezclar 0.2 g de
bicarbonato con el alumbre en sus respectivas concentraciones del baño del teñido.
d. Se medirá el pH de cada solución y verter en los tarros de latas para el proceso de teñido.
e. Ajustar la tela de algodón de 10x10 cm en los ejes del equipo para de teñido.
f. Se encenderá el equipo para calentar el baño de teñido contenido en cada lata con un
crecimiento de temperatura de 2 ° C por minuto.
g. El baño de teñido alcanzará una temperatura de 60 °C se introducirá la tela en los tarros de
latas.
h. Cuando el baño de teñido alcance los 90°C.Se dejará la tela de algodón por 1 hora con una
agitación constante de 60 Rpm.
i. Se procederá apagar el equipo de teñido y se dejará enfriar la tela en sus respectivos tarros.
j. Se procederá a secar la tela teñida por 24 h
k. Se lavarán las telas teñidas con agua destilada.
l. Se planchará la tela teñida.
80
Diagrama de flujo del proceso de teñido con el colorante rojo carmín obtenido
del insecto cochinilla.
Figura 34. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de
colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de la tela.
Preparación de soluciones
(C1, C2 y C3). RB:1/60
Ajuste de pH
Calentamiento de la solucion a 60°C
Teñido de la tela a 90°C
Enfriamiento
secado
Lavado
Secado y Planchado
10 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
20 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
30 % de alumbre
(C1, C2 y C3)
pH acido= sin 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
pH básico= 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Insertar la tela
toma de muestra
eliminación de agua residual
Toma de muestra
Tela teñida
Agua
Colorante natural
120 ml
𝐻2𝑂 + Etanol
Agua destilada Agua residual
Toma de muestra
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
81
Proceso de teñido en fibra de algodón con colorante rojo a partir de la cochinilla
(Dactylopius Coccus costa)
Se realizó dos distintos procesos de teñido donde: 𝑃1 representa al primer proceso donde se
utiliza como mordiente el alumbre en diferentes cantidades que están al 10, 20 y 30% en relación
al peso total de la tela a teñir (𝐴10, 𝐴20 𝑦 𝐴30). En el segundo proceso de teñido (𝑃2) se procederá
a utilizar las mismas cantidades de alumbre que en el primer proceso, donde adicionalmente se
agregara a todos los baños de teñido 0.2 g de bicarbonato de sodio purificado (𝐵10) que representa
el 10 % del peso total de la tela a teñir, en la tabla 21 se describen las de mordiente que se utilizara
en relación al peso de la tela a teñir que es de 2 gramos con un área de 100 𝑐𝑚2, también las
cantidades de colorante (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3) para cada baño de teñido.
Tabla 21. Condiciones del baño de teñido utilizando el colorante rojo, extraída de la cochinilla
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota: el peso del colorante está en relación a la densidad del colorante que es ρ=1,034𝑔
𝑐𝑚3⁄ .
Nomenclatura:
P: Proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
𝐵10: Bicarbonato de sodio
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30
𝐵10= 0.2 g. d 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
82
3.3.6 Análisis por espectrofotometría UV-Visible
El análisis es muy importante ya que permite conocer la absorbancia de la sustancia de interés
para poder determinar su concentración, en la tabla 22 se describen los materiales, instrumento y
reactivos que se utilizaran.
Materiales, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención del
colorante rojo (antraquinona) a partir del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus
Costa)
Tabla 22. Materiales, equipos y reactivos para el análisis por espectrofotómetro UV-Vis
Elaborado por: Viviana Ponce Ponce y Bryan Quinde Gonzabay
Materiales Marca/Modelo Capacidad
Vaso de Precipitación RASOTHERM 500 ml
Matraz aforado GLASSCO 100 ml
Tubos de ensayo con tapón S.M. 20 ml
Instrumentos Marca/Modelo Capacidad
Espectrofotómetro UV Visible GENESYS 10S UV-VIS 5celdas
Reactivos Formula molecular
Luteolina
Ácido carmín
Antocianina
𝐶15𝐻10𝑂6
𝐶22𝐻20𝑂13
𝐶15𝐻11𝑂7+
Agua destilada 𝐻2𝑂
Etanol 𝐶2𝐻5𝑂𝐻
83
Procedimiento para realizar análisis por espectro UV-Visible para la
determinación de absorbancia para antocianina (Col morada), Luteolina (Flor de
retama) y antraquinonas (Acido carmín de la cochinilla).
Para determinar la concentración de cada colorante en el baño de teñido, se analizarán muestras
antes y después del proceso de teñido, por un espectrofotómetro UV-Visible (Genesys 10s UV-
Vis), con la finalidad de ver los mejores resultados de concentraciones y agotamiento de los
colorantes.
Determinación de concentración de colorante amarillo y sus baños de teñido.
a. Se realizará un barrido en el equipo de espectrómetro, utilizando como blanco el etanol
a 96 °G
b. el colorante amarillo concentrado se disolverá 10 veces, es decir utilizado 1 ml del
colorante en 9 ml en etanol, donde tendremos un volumen final de 10 ml.
c. Se agrega el colorante diluido en celda para medir su concentracion y tener la longitud
de onda, que será utilizado para medir la absorbancia de los baños de teñido.
d. En los baños de teñidos del colorante amarillo se procedió analizar antes y después del
proceso de teñido, sin utilizar el factor de dilución, con la longitud de onda del colorante
concentrado, para tener su absorbancia en cada baño de teñido.
Determinación de concentración del colorante azul y sus baños de teñidos:
a. Se procederá a realizar un barrido en el equipo de espectrofotómetro utilizando como
blanco agua destilada
b. El colorante azul concentrado se procederá a diluir 200 veces y las soluciones de baño
de teñido antes y después del proceso se diluirán 100 veces en un matraz de 100 ml
84
c. Se agregará el colorante azul diluido en las celdas del espectro para calcular su longitud
de onda que será utilizado para los baños de teñidos y obtener su absorbancia.
d. Se procede analizar las absorbancias de los baños de teñidos con la longitud obtenida.
Determinación de concentración de colorante rojo y sus baños de teñidos:
a. Se procede a realizar un barrido en el espectrofotómetro, utilizando como el blanco el
agua destilada.
b. Se diluirá 1250 veces el colorante rojo y los baños de teñidos antes y después.
c. La solución diluida del colorante rojo se procederá analizar en el espectrofotómetro para
sacar su longitud de onda y absorbancia
d. La longitud de onda será utilizada para medir las concentraciones en los baños de
teñidos.
e. Se procede analizar las absorbancias de los baños de teñidos diluidos.
Para determinar la concentración de cada solución del baño de teñido se procedió a utilizar la ley
de LAMBERT-BEER
[𝐶] =𝐴
𝜀∗𝐿 Ec: 1
Donde:
[C]= concentración molar
A= absorbancia de la sustancia
L= longitud de la celda (cm)
ɛ= coeficiente de extinción molar (Ver Tabla 23)
85
También se procedió analizar la eficiencia del proceso de teñido por agotamiento donde aplica la
siguiente ecuación:
% agotamiento=
𝐶𝑖−𝐶𝑓
𝐶𝑖𝑥100 Ec:2
Dónde:
𝐶𝑖= es la concentración inicial del baño de teñido
𝐶𝑓= es la concentración final del proceso de teñido.
Tabla 23. Coeficiente de absortividad molar para las sustancias utilizadas
Elaborado por: Viviana Ponce Ponce y Bryan Quinde Gonzabay
Sustancia ɛ= coeficiente de extinción molar Referencia
Antocianina
38000
(G, Saupe , 2009)
Ácido carmínico
490-500 (e=6800)
(Mamani & Huamani ,
2015)
Luteolina
2000
(Ruiz Pineda , 2016)
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
86
Procedimiento para realizar el análisis de Colorimetría a las fibras de algodón
teñidas con colorantes de origen natural (Amarillo, azul y rojo)
En este estudio se utilizó como instrumento el colorímetro, el sistema espacio del color CIE-
L*a*b que permite identificar el color en las telas teñidas.
a. Para la identificación del color se deberá tener en cuenta 3 unidades: la muestra,
medidas y regulador de voltaje
b. Se deberá calibrar el equipo con el patrón para identificación de color en sólidos
Y=82.0; X=80.7; Z=91.6.
c. Se colocará las telas en el lector, se ajustará las coordenadas X, Y y Z
d. Se procederá a anotar las lecturas de las coordenadas
e. Se ingresarán los datos en un Hoja de Excel el cual identificara el color de la tela
según la gráfica de triestímulo del sistema CIEL*a*b.
87
CAPÍTULO IV
Resultados Experimentales
4.1 Resultado de la caracterización de la fibra de algodón para el proceso de teñido
Se realizó el blanqueamiento mediante diferentes tratamientos físicos-químicos utilizados para
eliminar las impurezas de la fibra de algodón, como se observa los resultados en la tabla 24.
Tabla 24. Resultado del proceso de lavado y blanqueo de la fibra de algodón con peróxido de hidrogeno
Tela sin tratamiento de
blanqueo
tela lista para la
utilización proceso de
teñido
Características
Peso de la muestra: 2g
Área= 100 𝑐𝑚2
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Antes del proceso de teñido, la tela de fibra de algodón pasa por un proceso de lavado y bloqueo
con el objetivo de bajar el contenido de impurezas nativas con la que viene impregnada en la tela,
tales como: ceras, grasas y metales minerales pesado. Este proceso es muy importante ya que se
obtiene un alto grado de blancura, permitiendo un mejor proceso de teñido. En la tabla 24 se
demuestra el resultado de la tela previamente tratada con peróxido de hidrogeno y en la figura 35
el proceso que se realizó en esta etapa.
88
10 g de tela
residual
100 g de tela
t= 24
h 100 g de tela
4.1.1 Diagrama de flujo para la preparación de la fibra de algodón
Figura 35. Diagrama de flujo para el proceso de Caracterizacion de lavado y blanqueo de la fibra de algodon para el proceso de teñido
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
110 g de tela de
fibra de algodón
Agua: 1000 ml
Jabón neutro: 50
ml
Agua destilada = 2000 g
𝐻2𝑂2= 50 g
bicarbonato de sodio: 5 g NaOH= 5 g
T= 90 °C y t= 15 min
Agua destilada: 1000 g
100 g de
tela t= 24 h
Preparación de tela
Cortado de 10 x 10 cm
Lavado
Secado
Blanqueo
Lavado
Secado
89
Resultado de la extracción de los colorantes naturales tales como, de la flor de retama
(Retama sphaerocarpa L.), col morada (Brassica olereacea var. Capitata f rubra) y
cochinilla
En la tabla 25 se indican las materias primas empleadas en el proceso para la obtención de
colorantes naturales y posteriores para ser empleado en el proceso de teñido en fibra de algodón.
Tabla 25. Especies empleada y proceso de extracción de los pigmentos
Especie Pigmento
de interés
Tratamiento
a la biomasa
Método
de
extracción
Disolvente Color
Retama
sphaerocarpa
l.
Luteolina Seca Maceración Etanol Amarillo
Brassica
oleracea var.
Capitata f.
Rubra
Antocianina Fresca Maceración 𝐻2𝑂 Azul
Dactylopius
Coccus Costa
Acido
carmín
Seco Maceración 𝐻2𝑂 Rojo
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
En la tabla 26 se muestra las propiedades físicas de los colorantes obtenido de origen natural.
Tabla 26 Propiedades físicas de los colorantes
Colorante Estado Densidad Ph [C]
Amarillo Liquido ρ=0.793𝑔
𝑐𝑚3⁄ 6.23 0.61 𝑔
𝐿
Azul Liquido ρ=1.026𝑔
𝑐𝑚3⁄ 7.37 0.40 𝑔
𝐿
Rojo Liquido ρ=1,034𝑔
𝑐𝑚3⁄ 2.61 70 𝑔
𝐿
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
90
439 g
131,7 g de flor
seca
1709.7 g de solución
4.2.1 Diagrama de flujo Proceso para la obtención del colorante amarillo a partir de la
flor de retama (Luteolina).
Figura 36. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo a partir de la flor de retama
Recepción de matria prima
Cortado
Flor de retama
Humeda
Secado
extraccion por inmersión
Filtracion
destilacion
colorante
Arbusto retama: 9155 g
Ramas y hojas (95.20%)
8716 g
1578 g de etanol
t= 3 Días
24
1100 g de etanol Recuperado
400 g de colorante con luteolína
Vapor de agua= 307.3 g
209.7 g extracto
de flor de flor 1500 g solución
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
91
Resultado del Proceso de teñido con Luteolina extraída de la flor de retama (Retama
sphaerocarpa L)
A continuación, en la tabla 27 se indica las condiciones de cada baño de teñido en los dos
procesos, con sus respectivos códigos los mismos que identificará las telas teñidas con el colorante
amarillo extraído de la flor de retama.
Tabla 27. Condiciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir de la flor de Retama
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota: El peso colorante amarillo esta relaciona a la densidad que es de ρ=0.793𝑔
𝑐𝑚3⁄
Nomenclatura:
P: Proceso
C: Concentración de colorante
𝐵10: bicarbonato de sodio
A: Alumbre
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10
Agua:100 g.
Colorante:15.86 g.
𝑃1𝐶2𝐴10
Agua: 95 g.
Colorante: 19.83 g.
𝑃1𝐶3𝐴10
Agua: 90 g.
Colorante: 23.79 g.
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20
Agua:100 g.
Colorante:15.86 g.
𝑃1𝐶2𝐴20
Agua: 95 g.
Colorante: 19.83 g.
𝑃1𝐶3𝐴20
Agua: 90 g.
Colorante: 23.79 g.
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30
Agua:100 g.
Colorante:15.86 g.
𝑃1𝐶2𝐴30
Agua: 95 g.
Colorante: 19.83 g.
𝑃1𝐶3𝐴30
Agua: 90 g.
Colorante: 23.79 g.
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
92
Resultado de pH para las soluciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir
de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)
En la tabla 28 se indican los resultados de pH obtenido en los dos procesos en los diferentes
baños de teñido con el colorante amarillo donde; en el primer proceso los baños de teñido están en
un medio acido y a medida que aumenta la cantidad de alumbre disminuye el pH. En el segundo
proceso de teñido con la adición de bicarbonato de sodio en el baño de teñido se obtiene un medio
básico con el 10% de alumbre y pH neutros en los baños de teñido donde se agregaron el 20 y 30
% de alumbre. En la tabla 29 se demuestran las telas teñidas de los 2 procesos.
Tabla 28. Determinación pH de cada solución de baño de teñido con el colorante amarillo de la flor de retama
Elaborado por Viviana Ponce & Bryan Quinde
Nomenclatura:
P: proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
𝐵10: Bicarbonato de sodio
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10
pH=3.78
𝑃1𝐶2𝐴10
pH=3.80
𝑃1𝐶3𝐴10
pH= 4.38
𝐵10= 0.2 g 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
pH=8. 36
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
pH= 8.22
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
pH= 8.12
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20
pH=3.71
𝑃1𝐶2𝐴20
pH=3.80
𝑃1𝐶3𝐴20
pH=4.02
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10
pH= 7.68
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10
pH= 7.54
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
pH= 7.38
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30
pH=3.58
𝑃1𝐶2𝐴30
pH=3.95
𝑃1𝐶3𝐴30
pH= 3.90
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10
pH= 7.94
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
pH= 7.64
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
pH= 7.18
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
93
4.4.1 Resultado del teñido en telas de algodón con el colorante amarillo a partir de la flor de retama
Tabla 29. Resultado de las telas teñidas con colorantes amarillo con el pigmento Luteolina extraída de la flor de retama
Proceso 1 Proceso 2
𝑃1𝐶1𝐴10
𝑃1𝐶2𝐴10
𝑃1𝐶3𝐴10
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝑃1𝐶1𝐴20
𝑃1𝐶2𝐴20
𝑃1𝐶3𝐴20
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
Elaborado por: Viviana Ponce Bryan Quinde
94
Resultado de la curva de teñido con colorante amarillo a partir de la flor de Retama (Retama sphaerocarpa L.)
En la Grafica 1 se describe la curva de teñido utilizando el colorante amarillo donde el proceso comienza con una temperatura del
baño a 25°C, al iniciar el calentamiento del baño de teñido el crecimiento de temperatura será de 2°C por minuto, al minuto 15 alcanza
una temperatura de 60°C donde se procede a insertar la tela al baño de teñido donde, al minuto 30 alcanza los 90°C donde se procederá
mantener constante esta temperatura por una hora, al finalizar el proceso se deja enfriar el baño, hasta que tal temperatura del baño sea
de 35°C para tomar muestras y sacar la tela teñida.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 105 120 135
Tem
per
atu
ra (
c°)
Tiempo (mit)
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Gráfica 1. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura con flor de retama
95
110 ml
60 ml + tela teñida
120 ml
Tela teñida
Tela teñida
Tela teñida
Diagrama de flujo del proceso de teñido con luteína de la flor de retama
Figura 37. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de
colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela.
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Preparación de soluciones
(C1, C2 y C3). RB:1/60
Ajuste de pH
Calentamiento de la solucion a 60°C
Teñido de la tela a 90°C
Enfriamiento
secado
Lavado
Secado y Planchado
0.2 g de alumbre
(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)
-C2 y C3)
0.4 g de alumbre
(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)
0.6 g de alumbre
(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)
pH acido
sin 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
pH básico= 0.2 g
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 Insertar la tela
10 ml toma de muestra
50 ml eliminación de
agua residual
10 ml de
Toma de muestra
Tela teñida
Agua
Colorante natural
120 ml
110 ml + tela
50 ml de
𝐻2𝑂 +
Etanol,
t=24
hora
150 g Agua destilada
t= 1h
140 g de agua
destilada
96
Resultado de espectro UV-visible con el colorante amarillo apartir de la flor de
retama (Retama sphaerocarpa L)
A continuación, en la tabla 30 se demuestran las concentraciones y el porcentaje de agotamiento
que se obtuvo en el segundo proceso, no se analizó el primer debido a que no se obtuvo una buena
fijación y tonalidad en las telas teñidas.
Longitud de onda: 445 nm
Tabla 30. Resultado en el espectro visible con el colorante amarillo
Baño de teñido Baño de teñido
inicial
Baño de teñido
final
%de
agotamiento
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.094𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.084
𝑔
𝐿 10.64%
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.31𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.28
𝑔
𝐿 15.15%
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 𝐶𝑖]=0.54𝑔
𝐿 𝐶𝑓]=0.39
𝑔
𝐿 27.77%
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.093𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.025
𝑔
𝐿 73.12%
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.34𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.020
𝑔
𝐿 94.11%
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.55𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.028
𝑔
𝐿 94.9%
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.071𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.011
𝑔
𝐿 84.50%
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]0.34𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.051
𝑔
𝐿 85%
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.58𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.016
𝑔
𝐿 97.24%
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota: ɛ= 2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚 L= 1cm, son valores constantes
97
4.5.1 Resultado del diagrama de cromaticidad y ubicación de sus coordenadas obtenidas
por un colorímetro en las mejores muestras del color
En la gráfica 2 se realiza la identificación en el colorímetro por el sistema CIE a la mejor tela
teñida con colorante amarillo del proceso 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10.
Interpretación de las figuras de resultado del diagrama cromaticidad CIE: los valores obtenido
de las tres variables triestímulo (X, Y y Z) en el colorímetro donde: Y da una luminosidad de 57.1
y las coordenadas de ubicación X y Z con los valores 56.6 y 22.6 respetivamente, dando la
ubicación en los colores amarrillo con una longitud de onda 585 nm en el espacio de colores.
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Gráfica 2. Identificacion del color a la mejor muestra teñida con el colorante amarillo
98
Figura 38. Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul
Resultado del proceso de teñido con antocianina extraída de la col morada
Recepción de la prima
Cortado
Lavado
mezclado
Extracción (Inmersión)
Filtrado
Concentración
Mezclar
Obtencion del colorante azul
1000 g de agua 990 g Agua residual
1550 g de agua destilada.
5 g de HCL al 37%
Tiempo de 3 días a 4° C
825 g de col y agua
610 g col morada
99
En la tabla 31 se describen las cantidades utilizadas en los diferentes baños de teñidos del primer
proceso utilizando el colorante azul extraído de la col morada.
Tabla 31. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota: El peso colorante azul, esta relaciona a la densidad que es de ρ=1.026𝑔
𝑐𝑚3⁄
Nomenclatura:
𝑃1: Primer proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
Las cantidades de alumbre (10, 20 y 30%) y Bicarbonato de sodio (10%) está en relación al peso
total de la tela a teñir (2g).
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10
Agua destilada: 108 g.
Colorante 12.31g
𝑃1𝐶2𝐴10
Agua destilada: 102 g.
Colorante: 18.46 g
𝑃1𝐶3𝐴10
Agua destilada: 96 g.
Colorante: 24.62 g
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20
Agua destilada: 108 g.
Colorante:12.31g.
𝑃1𝐶2𝐴20
Agua destilada: 102 g.
Colorante18.46 g.
𝑃1𝐶3𝐴20
Agua destilada: 96 g.
Colorante: 24.62 g.
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30
Agua destilada: 108 g.
Colorante:12.31g
𝑃1𝐶2𝐴30
Agua destilada: 102 g.
Colorante: 18.46 g.
𝑃1𝐶3𝐴30
Agua destilada: 96 g.
Colorante: 24.62 g.
100
En la tabla 32 se describen las cantidades utilizada para cada baño de teñido del segundo
proceso utilizando el colorante azul extraído de la col morada. Se procedió aumentar la cantidad
de colorante debido a la baja concentración de antocianina del colorante azul.
Tabla 32. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota: El peso colorante azul, esta relaciona a la densidad que es de ρ=1.026𝑔
𝑐𝑚3⁄
Nomenclatura:
𝑃2: Segundo proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
𝐵10: Bicarbonato de sodio
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
Agua destilada: 90 g.
Colorante: 30.78 g.
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
Agua destilada: 84 g.
Colorante: 36.94 g.
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
Agua destilada: 78 g.
Colorante: 43.1 g.
𝐴20= 0.4 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10
Agua destilada: 90 g.
Colorante 30.78 g.
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10
Agua destilada: 84 g.
Colorante: 36.94 g.
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
Agua destilada: 78 g.
Colorante: 43.1 g.
𝐴30= 0.6 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10
Agua destilada: 90 g.
Colorante: 30.78 g.
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
Agua destilada: 84 g.
Colorante: 36.94 g.
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
Agua destilada: 78 g.
Colorante: 43.1 g.
101
En la Tabla 33 se Indica el pH de cada solución del baño de teñido con el colorante azul extraída
de la col morada. Se demuestra que en el primer proceso de teñido las soluciones de baño están en
un medio acido donde a mayor cantidad de alumbre aumente la acides del baño. En el segundo
proceso se observa un incremente del pH en las soluciones del baño de teñido debido a la adición
de bicarbonato de sodio.
Tabla 33. Resultado de pH de cada solución de baño de teñidas con el colorante azul extraída de la col morada.
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 pH= 5.9
𝑃1𝐶2𝐴10 pH= 5.8
𝑃1𝐶3𝐴10 pH= 5.6
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 pH=8. 61
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 pH= 8.22
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 pH= 7.84
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 pH= 5.3
𝑃1𝐶2𝐴20 pH= 4.9
𝑃1𝐶3𝐴20 pH=4.5
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 pH= 7.4
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 pH= 7.54
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 pH= 7.5
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 pH= 4,5
𝑃1𝐶2𝐴30 pH= 4.5
𝑃1𝐶3𝐴30 pH= 4.3
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 pH= 7.12
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 pH= 7.3
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 pH= 7.18
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
102
120 ml
120
ml
Tela
teñida
Tela
teñida
Tela
teñida
Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina a partir de la col morada.
Figura 39. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3) representa las concentraciones de
colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de la tela.
Preparación de soluciones
(C1, C2 y C3). RB:1/60
Ajuste de pH
Calentamiento de la solucion a 60°C
Teñido de la tela a 90°C
Enfriamiento
secado
Lavado
Secado y Planchado
0.2 g de alumbre
(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)
0.4 g de alumbre
(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)
0.6 g de alumbre
(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)
pH acido= sin 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
pH básico= 0.2 g
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Insertar la tela
10 ml toma de muestra
50 ml eliminación de
agua residual
10 ml de
Toma de muestra
Tela teñida
Agua
Colorante natural
110 ml
60 ml + tela
teñida
110 ml + tela
50 ml de 𝐻2𝑂 + Etanol
t=24
hora
150 g Agua destilada
t= 1h
140 g de agua
destilada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
120 ml
103
Resultado de teñido con el colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f.rubra)
Tabla 34. Telas teñidas con colorantes azul con el pigmento antocianina, extraída de la col morada.
Proceso de teñido 1 Proceso de teñido 2
𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
104
Curva del proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra)
En la gráfica 3 se describe la curva del proceso del baño de teñido donde comienza con una temperatura de 25°C, al iniciar el
calentamiento del baño de teñido el crecimiento de la temperatura será de 2°C por minuto, en el minuto 15 tendrá una temperatura de
60°C donde se procede a insertar la tela de fibra de algodón al baño de teñido y se deja por un tiempo de 30 minutos hasta que alcance
los 90°C, donde se dejara constante esta temperatura por una hora, al finalizar el tiempo se procede a enfriar el baño, hasta que tal
temperatura del baño sea de 35°C, donde se procede a tomar muestras y se retira la tela teñida para procederla a secar.
Gráfica 3. Curva del proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada
Elaborado por: Viviana Ponce &´Bryan Quinde
105
Resultado de espectro UV-Visible del colorante azul a partir de la col morada
(Brassica oleracea var.capitata f. rubra)
Las concentraciones del baño de teñido antes y después del proceso fue analizado por el
espectrofotómetro UV- visible (Genesys 10s UV-Vis). Donde el colorante azul concentrado fue
diluido 200 veces en agua destilada donde se obtuvo una longitud de onda de 583.105 nm y las
concentraciones del baño de teñido fue diluido 100 veces en agua destilada. Para calcular las
concentraciones de cada solución se procederá a utilizar la ecuación de ley de LAMBERT-BEER
donde el coeficiente de extinción molar es ɛ=38000, en la tabla 38 están los resultados de las
concentraciones y el % de agotamiento de cada baño de teñido.
Concentración del colorante azul =[𝐶] = 0.40 𝑔
𝐿
LONGITUD DE ONDA = 583.105
En la tabla 35 se describen los resultados del espectro UV-Visible en el proceso de teñido con el
colorante azul a partir de la col morada.
Tabla 35. Resultado del espectro visible del proceso de teñido con el colorante azul extraída de la col morada.
Baño de teñido Baño de teñido
inicial
Baño de teñido
fina
% de agotamiento
𝑪𝒊−𝑪𝒇
𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,11 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,031
𝑔
𝐿 71.81%
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,12 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,051
𝑔
𝐿 57.5 %
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0,10 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,038
𝑔
𝐿 62 %
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [[𝐶𝑖]=0,12 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,0748
𝑔
𝐿 37.66%
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
106
Análisis por colorímetro a las telas teñidas con colorante azul a partir de la col
morada
En la gráfica 4 se identificación de la ubicación de la tela teñida de color azul a partir de col
morada, analizado por un colorímetro utilizando el sistema CIE de la muestra 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10.
Resultados del colorante de la cochinilla (Dactylopius Coccus costa)
En la gráfica 4 se describen los resultados del diagrama cromaticidad CIE cuyos valores
obtenido de las tres variables triestímulo (X, Y y Z) en el colorímetro dando una luminosidad en
Y=14.6 y las coordenadas de ubicación X y Z con los valores 16 y 25.3 respetivamente, ubicando
el color obtenido en las coordenadas azules en el espacio de colores con una longitud de onda 493
nm.
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde.
Gráfica 4. Identificación del color en la mejor tela teñida con colorante azul a partir de la col morada
107
500 g 𝐻2𝑂 + 70 g 𝐶22𝐻20𝑂13
570 g
4.9.1 Resultado del diagrama de flujo del proceso de preparación del colorante rojo con
ácido carmín al 50%
En la figura 40 indica el diagrama de flujo para a la obtención del color rojo a partir de la
cochinilla (Dactylopius Coccus Costa).
Figura 40. Diagrama de flujo para la obtención del color rojo a partir de la cochinilla
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Pesado de materias primas
Mezclado
Colorante para el teñido
Agua destilada: 500 g
Acido carmín: 70 g
108
120 ml
80 ml + tela teñida
120 ml
Tela
teñida
Tela
teñida
Tela
teñida
Diagrama de flujo del proceso de teñido con el colorante rojo carmín obtenido
del insecto cochinilla.
Figura 41. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de
colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de la tela.
Preparación de soluciones
(C1-C2 y C3). RB:1/60
Ajuste de pH
Calentamiento de la solucion a 60°C
Teñido de la tela a 90°C
Enfriamiento
secado
Lavado
Secado y Planchado
0.2 g de alumbre
(C1-C2 y C3)
0.4 g de alumbre
(C1-C2 y C3)
0.6 g de alumbre
(C1-C2 y C3)
pH acido= sin 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
pH básico= 0.2 g 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
Insertar la tela
10 ml toma de muestra
70 ml eliminación de
agua residual
10 ml de
Toma de muestra
Tela teñida
Agua
Colorante
natural
110 ml
110 ml + tela
50 ml de 𝐻2𝑂 + Etanol
t=24
hora
150 g Agua
destilada
t= 1h
140 g de agua
destilada
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
109
Resultado del proceso de teñido con ácido carmín al 50 % de pureza extraída de
la cochinilla
A continuación, en la tabla 36, se describen las cantidades utilizadas utilizada de agua, colorante
y mordientes en los dos procesos de teñido, utilizando el colorante rojo, extraída de la cochinilla
(Dactylopius Coccus costa).
Tabla 36. Resultados del proceso de teñido con ácido carmín
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
Nota= el peso del colorante está en relación a la densidad del colorante que es ρ=1,034𝑔
𝑐𝑚3⁄ .
Nomenclatura:
P: Segundo proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
𝐵10: Bicarbonato de sodio
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10
Agua destilada: 115 g.
Colorante: 5.17g.
𝑃1𝐶2𝐴10
Agua destilada: 110 g.
Colorante: 10.36g.
𝑃1𝐶3𝐴10
Agua destilada 105 g.
Colorante: 15.51g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 Agua destilada: 115 g.
Colorante: 5.17g.
𝑃1𝐶2𝐴20 Agua destilada: 110 g.
Colorante: 10.36g.
𝑃1𝐶3𝐴20 Agua destilada: 105 g.
Colorante: 15.51g
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 Agua destilada: 115 g.
Colorante: 5.17g.
𝑃1𝐶2𝐴30 Agua destilada: 110 g.
Colorante: 10.36g.
𝑃1𝐶3𝐴30 Agua destilada: 105 g.
Colorante: 15.51g
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
110
En la tabla 38 se demuestran los resultados de pH de cada solución de baño de teñido en los dos
procesos de teñido realizados, donde se observa un ligero cambio de pH para ambos procesos.
Tabla 37. Resultado de pH de cada solución de baño de teñido en los 2procesos de teñido con colorante rojo.
Elaborado por: Viviana Ponce &, Bryan Quinde
Nomenclatura:
P: Proceso
A: Alumbre
C: Concentración de colorante azul
𝐵10: Bicarbonato de sodio
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10
pH= 2.54
𝑃1𝐶2𝐴10
pH= 2.46
𝑃1𝐶3𝐴10
pH= 2.38
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
pH=6.29
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
pH=5.74
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
pH= 3.34
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20
pH= 2.46
𝑃1𝐶2𝐴20
pH=2.42
𝑃1𝐶3𝐴20
pH=2.29
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10
pH= 4.59
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10
pH= 3.24
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
pH= 3.24
𝐴30= 0.6 g. #: 𝑃1𝐶1𝐴30
pH= 2.48
#: 𝑃1𝐶2𝐴30
pH= 2.36
#: 𝑃1𝐶3𝐴30
pH= 2.34
𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10
pH= 4.06
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
pH= 3.06
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
pH= 3.05
111
Resultado de la curva de teñido con colorante rojo obtenido del ácido carmínico a partir del insecto (Dactylopius
Coccus costa)
En la gráfica 5 se describe el comportamiento de la curva de teñido con colorante rojo obtenido del ácido carmínico a partir de la
cochinilla y en la tabla 38 los resultados de las telas teñidas de los dos procesos.
Gráfica 5. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura del colorante rojo a partir de Cochinilla Dactylopius Coccus costa.
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde
El proceso del baño de teñido que comienza con una temperatura de 25°C, iniciando el calentamiento del baño el crecimiento de
la temperatura será de 2°C por minuto, donde al minuto 15 alcanza una temperatura de 60°C y se procede a insertar la tela al baño, al
minuto 30 el baño de teñido alcanzara una temperatura de 90°C, dicha temperatura se mantendrá constante por una hora, al finalizar
el proceso se deja enfriar el baño, hasta que tal temperatura del baño sea de 35°C, para sacar la tela teñida y tomar muestras.
0
20
40
60
80
100
0 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 105 120 135
Tem
per
atu
ra (
c°)
Tiempo
Curva de teñido con ácido carmin
112
Resultado de teñido con el colorante rojo a partir de la cochinilla
Tabla 38. Telas teñidas con colorantes rojo con el pigmento acido carmín, extraída de la cochinilla
Proceso 1 Proceso 2
𝑃1𝐶1𝐴10
𝑃1𝐶2𝐴10
𝑃1𝐶3𝐴10
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
𝑃1𝐶1𝐴20
𝑃1𝐶2𝐴20
𝑃1𝐶3𝐴20
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
𝑃1𝐶1𝐴30
𝑃1𝐶2𝐴30
𝑃1𝐶3𝐴30
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde.
113
Resultado de espectro uv-visible del colorante rojo obtenidos del ácido carmínico a
partir de un insecto (Dactylopius Coccus costa)
En la tabla 39 se indican los resultados de las concentraciones y % de agotamiento del segundo
proceso teñido que fueron analizados en el espectro UV-visible donde, debido a que este proceso
tiene mejores resultados de tonalidad en comparación al primer proceso.
Longitud de onda: 493 nm.
Tabla 39. Resultado de espectro UV-visible del colorante rojo.
Baño de teñido Baño de teñido
inicial
Baño de teñido
fina
% de agotamiento
𝑪𝒊−𝑪𝒇
𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎 =
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=3.53 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=2.44
𝑔
𝐿 30.87%
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=4.79 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=3.44
𝑔
𝐿 28.18%
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=6.88 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=5.61
𝑔
𝐿 18.46%
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=2.26 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=1.81
𝑔
𝐿 19.91%
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=3.43 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.81
𝑔
𝐿 26.38%
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=5.61 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=4.61
𝑔
𝐿 17.82%
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=1.81 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.63
𝑔
𝐿 65.19%
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=2.80 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.27
𝑔
𝐿 90.35%
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=5.16 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.99
𝑔
𝐿 80.81%
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde.
114
Análisis de colorimetría para la mejor fibra de algodón teñida
En la gráfica 6 se demuestra la Identificación de color rojo en el equipo colorímetro por el
sistema CIEL*a*b.
Análisis de resultado de la tela teñida de color rojo 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10.
Los valores obtenidos en las coordenadas de cromaticidad en las tres variables triestímulo (X,
Y y Z) en el colorímetro donde: dando Y una luminosidad de 6.4 y las coordenadas de ubicación
X y Z se obtiene los valores de 8.9 y 5 respetivamente, ubicándolo en los colores rojos con una
longitud de onda 615 nm en el espacio de color.
Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde.
Gráfica 6. Identificación de color rojo en el equipo colorímetro por el sistema CIE para las mejores telas teñidas.
115
Análisis de resultados
Para un mejor proceso de teñido se procedió a blanquear y lavar la tela de fibra de algodón con
bicarbonato de sodio purificado e hidróxido de sodio (legía) con la finalidad de eliminar las
impurezas impregnadas en las telas, evitando el agotamiento del colorante del baño de teñido.
Los colorantes extraídos de orígenes naturales fueron analizados por un espectrofotómetro UV-
visible Genesys 10S UV-Vis, mediante su absorbancia se determinó que el colorante amarillo
extraído de la flor de retama tiene una concentración de 0.61 𝑔
𝐿 de luteolina. En el colorante azul
obtenido a partir de la col morada se determinó que tiene una concentración de 0.24 𝑔
𝐿 de
antocianina, y a partir del ácido carmín al 50% de pureza se determinó que tiene una concentración
de 70𝑔
𝐿 siendo este el más concentrado.
Con el colorante amarillo en el primer proceso de teñido utilizando solo alumbre como
mordiente para la fijación del colorante a la tela de fibra de algodón, se obtuvo una mala
distribución y tonalidades no deseada, debido a que los baños de teñidos tienen un pH ácido
impidiendo una buena fijación del pigmento a la fibra de algodón. En el segundo proceso de teñido
se aumentó el pH que paso de ácido a neutro debido a la adición de 0.2 g de bicarbonato de sodio,
que actúa como mordiente y regulador de pH, donde se obtienen mejores tonalidades en las telas
teñidas.
En este proceso de teñido con el 10 % de alumbre en relación al peso de la tela, se tiene menos
del 30 % agotamiento del colorante, dando así bajas tonalidades en las telas teñidas y gran cantidad
de colorante desperdiciado en las aguas residuales. Con el 20 % de alumbre en relación al peso de
la tela, se obtuvo un mejor proceso de agotamiento teniendo con un promedio de 87.37 % y dando
mejores tonalidades en las telas teñidas en comparación al 10 %. Se analizó que al 30 % de alumbre
116
en relación al peso de la tela se tiene mayor fijación y tonalidad del colorante amarillo teniendo
hasta el 97.24 % de agotamiento del colorante en el proceso 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 siendo este el mejor
teñido con el colorante amarillo.
Con el colorante azul, en el primer proceso que se utilizó el alumbre como mordiente y teniendo
unos pH ácidos en los baños de teñidos, no se obtiene fijación del colorante a la tela de algodón
en ninguna de sus concentraciones. En el segundo proceso se aumenta el contenido de colorante
debido a la baja concentración del colorante azul, donde también se aumenta el pH que paso de
ácido a neutro de los baños de teñidos agregándoles 0.2 g de bicarbonato de sodio purificado en
todas las concentraciones, siendo este los mejores resultados en los procesos de teñido.
En el proceso de teñido con pH básico se observó mejores tonalidades del color azul con las
concentraciones de 10 y 30 % de alumbre en relación al peso de la tela. Teniendo un mejor
porcentaje de agotamiento del colorante azul en el proceso 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 donde el 71.8 % del
colorante se impregnó en la tela siendo este el más alto de todos los procesos.
En el proceso de teñido con el colorante rojo, se analizó el segundo proceso debido a que se
obtuvo mejores resultados de teñido y diferentes tonalidades en las telas teñidas. Los baños de
teñido son de medios ácidos debido al acido carmín, si se procede aumentar el pH de los baños
hay poca fijación de colorante como se observa en la tela teñido del proceso 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10, donde
su pH es de 6.29 y hay poca fijación de colorante a la tela en comparación a las demás telas teñidas.
En el proceso con el código 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 se obtuvo una tonalidad roja, así obteniendo el color
deseado con un % de agotamiento del 18.46 % siendo muy baja en comparación al mas proceso.
En los procesos de teñido con el colorante rojo con el 30 % de alumbre en relación al peso de la
tela, se obtiene mejores porcentajes de agotamiento que van del 65 al 90% de agotamiento del
colorante, pero no se tiene el color deseado.
117
Capítulo V
CONCLUSIONES
Las conclusiones que se analizaron a partir de los resultados obtenidos en la fase experimental
son las siguientes:
El colorante amarillo a partir de la flor de retama se lo obtuvo por el proceso de
inmersión con etanol durante 3 días, para extraer el pigmento llamado luteolina que es
soluble en solventes orgánicos, con la col morada se extrae el pigmento antocianina que
es estable en medio ácido para su extracción, en la cual se aplica el proceso de inmersión
por 3 días a una temperatura de 4° C con agua acidificada al 0.01% de HCl, para el
cambio de coloración se aumenta el pH que pasa de 3 a 7 utilizando con bicarbonato de
sodio, donde se obtiene el cambio de color que pasa de rojo a azul marino y para el
colorante rojo se la obtuvo a partir del ácido carmín extraído de la cochinilla con un 50
% de pureza.
En los procesos de tinturado de la tela con los colorantes naturales se realizó un baño de
teñido 1/60 utilizando alumbre como mordiente para fijar los tres distintos tipos de
colorante a la tela de fibra de algodón, con un tiempo de 120 min en todo el proceso de
teñido, donde la tela de fibra es sometida con una temperatura constante de 90°C por un
tiempo de 60 min teniendo mejores resultados de teñidos con pH neutro en el colorante
amarillo, básico con el colorante azul y con el colorante rojo se tiene mejores resultados
de teñido con pH acido.
Se obtuvo la mejor tela teñida de color amarillo con las condiciones del 30 % de
(𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3) y el 10% de 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 que están en relación al peso de la tela con un pH
118
neutro de 7.18 con una relación de baño de 1/ 60 donde el colorante representa el 20.90%
en el baño de teñido.
Con el colorante azul se obtuvo el mejor proceso de teñido con las condiciones de 10%
de (𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 y 10% de bicarbonato de sodio que está en relación al peso de la tela con
un pH 8.22 y donde el 30 % del colorante represente el total del baño de teñido, con una
relación de baño de 1/ 60, para tener la tonalidad azul en la tela de fibra de algodón.
Se obtuvo una tonalidad roja en la fibra de algodón con el ácido carmín al 50% de pureza
con las condiciones de concentraciones del 10 % de 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 y el 10% de 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3
que están en relación al peso de la tela con un baño de teñido del 1/60 donde el colorante
representa el 9.37% al baño de teñido con un pH de 3.34.
119
RECOMENDACIONES
Aumentar las concentraciones del colorante azul extraído de la col morada ya que en el
presente estudio se realizó a muy bajas concentraciones de antocianina.
Diseñar y automatizar el equipo para realizar procesos de teñido y ubicar en cada reactor
(latas) sus respectivas termocuplas para un mejor control de temperatura en el baño de
teñido con el fin de mejorar el proceso de teñido.
Realizar otro estudio del colorante rojo acido carmín a bajas concentraciones para evitar
pérdidas del colorante
Utilizar otros tipos de mordientes para la fijación del colorante a la fibra de algodón.
Realizar un estudio de biodegradabilidad de los coloretes naturales
120
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Reino Unido: Greenpeace Universidad de Exetrer Departamento de Ciencias Biológicas.
Yusuf, Shabbir, & Mohammad. (2017). Colorantes naturales :Historicos , procesamiento y
perpectiva sostenibles . Springer, 129.
Zapata, Heredia, Quinteros , Malleret, Clemente , & Cárcel . (2014). Optimizacion de la
extracion de antocianinas de arandanos . scielo, 1(49), 1.
Zelzman, C. (2008). Quimica y Color en los Textiles . Direccion de Orientaciones Vocacional
Exactas , 1(1), 4.
128
129
ANEXOS
ANEXO A
Anexo A Proceso de Caracterización de la fibra de algodón, Obtención de colorantes y su proceso de teñido
Elaborado por Viviana Ponce y Bryan Quinde
Elaborado por Viviana Ponce y Bryan Quinde
A.1 PROCESO DE CARACTERIZACIÓN DE LA FIBRA DE ALGODÓN
(Tela de algodón)
Pesado de la tela Corte de la tela Blanqueamiento de la
tela
A.2 Construcción del equipo para el proceso de teñido con
colorantes naturales en fibras de algodón
130
Elaborado por Viviana Ponce y Bryan Quinde
A.3 PROCESO DE OBTENCIÓN DE COLORANTE AMARILLO A PARTIR DE LA
FLOR DE RETAMA (Retama sphaerocarpa L.)
Materia Prima Pesado de MP Secado de MP Extracción de
Luteolina
Muestras Obtenidas Telas teñidas espectrofotóme
tro UV-Visible
Análisis
colorimétrico
131
Elaborado por Viviana Ponce y Bryan Quinde
A.4 PROCESO DE OBTENCIÓN DE COLORANTE AZUL A PARTIR DE LA COL
MORADA (Brassica oleracea var Capitata f.Rubra.)
Materia Prima Corte Extracción de
antocianina
Muestras obtenidas
Proceso de teñido
Telas teñidas
Análisis por
espectrofotómetro UV-
Visible
Análisis
colorimétrico
132
Elaborado por Viviana Ponce y Bryan Quinde
A.5 PROCESO DE OBTENCIÓN DE COLORANTE AZUL A PARTIR DE LA COCHINILLA
(Dactylopius Coccus costa .)
Materia Prima Determinación del
pH
Extracción de antraquinona Muestras
obtenidas
Telas teñidas Proceso de teñido Análisis por espectrofotómetro
UV-Visible
Análisis
colorimétrico
133
E= 2060. 5 g F= 1905 g de Solución
G= 100g
ANEXO B
Anexo B Cálculos para la obtención de los colorantes y cálculos del proceso de teñido
1.B Proceso de blanqueo de la tela de fibra de algodón
Reactivos utilizados para 100 g de tela:
Agua= 2000 g
𝐻2𝑂2= 50 ml
𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3= 5.1 g al 98.9% de pureza
Peso en gramos de 𝐻2𝑂2
𝜌 =𝑀
𝑉 Despejando 𝑚 = ρ ∗ 𝑣
𝜌 = 1.11𝑔
𝑐𝑚3
𝑚 = 1.11𝑔
𝑐𝑚3∗ 50 𝑐𝑚3
𝒎 = 𝟓𝟓. 𝟓 𝒈 𝑯𝟐𝑶𝟐
Peso total del bicarbonatado de sodio (𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑) con una pureza de 98.9 %
𝟓. 𝟏 𝒈 ∗ 𝟎. 𝟗𝟖𝟗 = 𝟓. 𝟎𝟒𝟑𝟗 𝒈 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
2.B Balance de materia del proceso de blanqueo
Mezclado
Blanqueo:
t=15 min
T= 80 °C
A=Agua= 2000 g
B=𝐻2𝑂2= = 55.5 g
C=𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3= 5 g
D= 100 g
Vapor de agua
V= 50 ml
134
Balance general del proceso de blanqueo
𝐴 + 𝐵 + 𝐶 + 𝐷 = 𝑉 + 𝐹 + 𝐺
Balance parcial del proceso de mezclado
𝐴 + 𝐵 + 𝐶 = 𝐸
2000 + 55.5 + 5 = 𝐸
𝐸 = 2060.5 𝑔
Balance parcial del proceso de blanqueo
𝐸 = 𝐹 + 𝐺 − 𝑉
𝑉 = 𝐸 − 𝐹 − 𝐺
𝑉 = 2060.5 − 1905 − 100
𝑉 = 55.5 𝑔 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
3.B Cálculos de obtención del colorante amarillo
Cálculo de preparación de la materia prima de flor de retama
A= materia prima (arbusto)
B= ramas y tallo
F= flores
FS= flor seca
V= vapor de agua
Corte Secadot= 24 h a T= 50 °C
MATERIA PRIMA
A= 9155 g
F=439 g
B= 8716 g
FS= 131,7 g
V= 307.3 g
135
Balance de general del proceso
𝐴 = 𝐵 + 𝑉 + 𝐹𝑆
Balance parcial del proceso de cortado
𝐴 = 𝐵 + 𝐹
𝐹 = 𝐴 − 𝐵
𝐹 = 9155 − 8716
𝐹 = 439 𝑔 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑟
Balance parcial del proceso de secado
𝐹 = 𝑉 + 𝐹𝑆
𝑉 = 439 − 131,7
𝑉 = 307.3 𝑔 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
Porcentaje de humedad de la flor de retama
%𝐻 =𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑥 100
%𝐻 =439 − 131.7
439 𝑥 100
%𝐻 = 70% 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑙𝑜𝑟
136
C= 1709.7 g
4.B Cálculo de preparación del colorante amarillo a partir de la flor de retama por
inmersión proceso de teñido
Reactivos
Etanol: 2000 𝑐𝑚3 𝜌 = 0.789 𝑔
𝑐𝑚3
Peso de etanol= 𝑚 = 𝑣 ∗ 𝜌
𝑚 = 2000 ∗ 0.789 = 1578 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙
Flor de retama seca: 131.7 g
Nomenclatura del proceso
A= etanol
B= flor seca
C= solución para extracción
E= extracto de la flor
R= Refinado
5.B Balance del proceso de inmersión y filtración para la obtención del colorante amarillo
Balance general del proceso de obtención del colorante amarrillo
𝐴 + 𝐵 = 𝐸 + 𝐷
Inmersión por 3 días
Filtracion
Etanol= 1578 g (A)
Flor seca:
131.7 g (B) E=209. 7 g
R= 1500 g
137
Balance parcial del proceso por inmersión
𝐴 + 𝐵 = 𝐶
𝐶 = 1578 + 131.7
𝐶 = 1709.7 𝑔
Balance parcial del proceso de destilación
𝐶 = 𝐸 + 𝐷
𝐸 = 𝐶 − 𝐷
𝐸 = 1709.7 − 1500
𝐸 = 209.7 𝑔 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑟
Balance del Proceso de destilación
R=Refinado
CA= concentrado del colorante amarillo
Ver= vapor de etanol recuperado
Balance general del proceso de destilación
𝑅 = 𝑉𝑒𝑟 + 𝐶𝐴
𝑉𝑒𝑟 = 𝑅 − 𝐶𝐴
Destilación R= 1500 g
Ver= 1100 g
CA= 400 g
138
𝑉𝑒𝑟 = 1500 − 400
𝑉𝑒𝑟 = 1100 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜
Cálculo de la densidad del colorante amarillo
𝜌 =𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑛𝑎𝑡𝑒
𝑣𝑎𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒
𝜌 =19.83 𝑔
25 𝑐𝑚3
𝜌 = 0.793 𝑔
𝑐𝑚3
6.B Cálculo para el baño de teñido utilizando el colorante amarillo
Para tener una solución de baño de teñido (1/60) que es 1 gramo de tela en 60 ml de baño de
teñido. Las cantidades volumétricas del colorante y del agua destilada son convertidas en cantidad
en masa.
Cantidades del colorante amarillo donde:
𝑪𝟏= cantidad de colorante 1
𝑪𝟐= cantidad de colorante 2
𝑪𝟑= cantidad de colorante 3
Las cantidades que se utilizaron fueron volumétricas para tenerla en cantidad en masa se
procede a multiplicar por la densidad del colorante.
𝑪𝟏 = 20 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔
𝑐𝑚3= 15.86 g
𝑪𝟐 = 25 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔
𝑐𝑚3=19.83 g
𝑪𝟑 = 30 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔
𝑐𝑚3= 23.79 g
139
Las cantidades volumétricas del agua es la misma cantidad en masa debido a su densidad que
es 1𝑔
𝑐𝑚3
Donde la cantidad de agua (𝑊𝑛):
𝒘𝟏 = 100 𝑔
𝒘𝟐 = 95 𝑔
𝒘𝟑 = 90 𝑔
7.B Cálculo de la cantidad de mordiente (alumbre y bicarbonato de sodio) a utilizar en
relación con el peso de la tela
Peso de la tela a teñir= 2 g
Cálculo de cantidad de alumbre (A) que se utilizara en el proceso de teñido donde:
𝐴10= representa el 10 % del peso total de la tela
𝐴20= representa el 20 % del peso total de la tela
𝐴30= representa el 30 % del peso total de la tela
𝐵10= representa el 10 % del peso total de la tela
Cantidades en peso de los mordientes
𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒍𝒂 ∗ % 𝒅𝒆𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆
𝟏𝟎𝟎
Cantidad de alumbre al 10 % en relación al peso de la tela a teñir
𝑨𝟏𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 De alumbre
140
Cantidad de alumbre al 20 % en relación al peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟐𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟒 𝒈 De alumbre
Cantidad de alumbre al 30 % en relación al peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟑𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟔 𝒈 De alumbre
Cantidad de bicarbonato de sodio al 10 % en relación al peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 De 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
Cálculo del peso total de cada baño de teñido utilizando el colorante amarillo
Primer proceso= (𝑃1)
Segundo proceso= (𝑃2)
Peso total del baño de teñido= PT
FORMULA DEL PRIMER PROCESO
PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n
FORMULA DEL SEGUNDO PROCESO
PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n + 𝛴𝐵10
141
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10
Agua:100 g.
Colorante:15.86 g.
PT= 116. 06 g
𝑃1𝐶2𝐴10
Agua: 95 g.
Colorante: 19.83 g.
PT= 115.03 g
𝑃1𝐶3𝐴10
Agua: 90 g.
Colorante: 23.79 g.
PT=113.99 g
𝐵10= 0.2 g. de
𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
PT= 116.26 g
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
PT= 115.23 g
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
PT= 114.19
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20
Agua:100 g.
Colorante:15.86 g.
PT= 116.26 g
𝑃1𝐶2𝐴20
Agua: 95 g.
Colorante: 19.83 g.
PT=115.23 g
𝑃1𝐶3𝐴20
Agua: 90 g.
Colorante: 23.79 g.
PT= 114.19 g
𝐵10= 0.2 g. de
𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10
PT=116.46 g
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10
PT=115.43 g
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
PT= 114.39 g
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30
Agua:100 g.
Colorante:15.86 g.
PT=116.46 g
𝑃1𝐶2𝐴30
Agua: 95 g.
Colorante: 19.83 g.
PT=115.43 g
𝑃1𝐶3𝐴30
Agua: 90 g.
Colorante: 23.79 g.
PT= 114.39 g
𝐵10= 0.2 g. de
𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10
PT=116.66 g
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
PT=115.63 g
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
PT= 114.59 g
142
8.B Cálculos de concentración del colorante amarillo por espectrofotómetro
Se procedió a determinar las concentraciones del baño de teñido utilizando la ley de
LAMBERT-BEER
[C]=𝐴
𝜀∗𝐿
Donde:
[C]= concentración molar
A= absorbancia de la sustancia (nm)
L= longitud de la celda (cm)
ɛ= coeficiente de extinción molar
Se selecciona el segundo proceso de teñido debido a mejores resultados de teñidos a las fibras
de algodón con el colorante amarillo.
En colorante amarillo concentrado fue disuelto 10 veces donde tenemos una longitud de onda
445 nm
Formula de Factor de dilución
Dónde:
FD= factor de dilución de la muestra
V= volumen total de la solución
Alc= alícuota que es la muestra de teñido
𝐹𝐷 =𝑉
𝐴𝑙𝑐
143
Para el colorante amarillo concentrado fue:
𝐹𝐷 =10
1
𝐹𝐷 = 10
PM= peso molecular de la luteolina
PM= 286.239 𝑔
𝑚𝑜𝑙
Coeficiente de extinción molar es: ɛ= 2000 𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚
Cálculo de concentración del colorante amarillo
Absorbancia= 0.428
[C]=𝐴
𝜀∗𝐿
[C]= 0.428
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 2.14𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
La concentración se multiplica con el peso molecular
[C]= 2.14𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 286.239
𝑔
𝑚𝑜𝑙= 0.061
𝑔
𝐿
La concentración se multiplica para el factor de dilución
[𝐶] = 0.061𝑔𝐿
∗ 10
Concentración del colorante amarillo =[𝐶] = 0.61 𝑔
𝐿
144
9.B Cálculo de concentraciones iniciales del baño de teñido con el colorante amarillo
Se selecciona el segundo proceso de teñido debido a mejores resultados de teñidos a las fibras
de algodón con el colorante amarillo.
Baño de
teñido
Calculo utilizando la ley de
LAMBERT-BEER (baño de
teñido)
[C]= 𝑨
𝜺∗𝑳 =
𝒎𝒐𝒍
𝑳
ɛ=2000𝑳
𝒎𝒐𝒍∗𝒄𝒎
L= 1 cm
Multiplicación por el peso molecular
para tener la concentración inicial
PM=286.239 𝒈
𝒎𝒐𝒍
[𝑪𝒊]*PM= 𝒈
𝑳
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
A=0.654
[𝐶𝑖]= 0.654
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=3.27𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.094𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=2.154
[𝐶𝑖]= 2.154
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.077𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.31𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=3.762
[𝐶𝑖]= 3.762
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.881𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝐶𝑖]=0.54𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=0.652
[𝐶𝑖]= 0.653
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=3.265𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.093𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=2.341
[𝐶𝑖]= 2.341
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.17𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.34𝑔
𝐿
145
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=3.873
[𝐶𝑖]= 3.873
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.936𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.55𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.496
[𝐶𝑖]= 0.496
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=2.48𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.071𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=2.341
[𝐶𝑖]= 2.341
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.17𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]0.34𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=4.055
[𝐶𝑖]= 4.055
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=2.027𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.58𝑔
𝐿
146
10.B Cálculo de las concentraciones finales del baño de teñido con el colorante amarillo
Baño de
teñido
Baño de teñido (aguas
residuales)
Calculo utilizando la ley de
LAMBERT-BEER
[C]= 𝑨
𝜺∗𝑳 =
𝒎𝒐𝒍
𝑳
ɛ=2000𝑳
𝒎𝒐𝒍∗𝒄𝒎
L= 1 cm
Multiplicación por el peso
molecular
PM=286.239 𝒈
𝒎𝒐𝒍
[𝑪𝒇]*PM= 𝒈
𝑳
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
A=0.592
[𝐶𝑓]= 0.592
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=2.96𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.084𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A= 1.954
[𝐶𝑓]= 1.954
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=9.77𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.28𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=2.774
[𝐶𝑓]= 2.774
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=1.387𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝐶𝑓]=0.39𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A= 0.174
[𝐶𝑓]= 0.174
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=8.7𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.025𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.140
[𝐶𝑓]= 0.140
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=7𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.020𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.205 [𝐶𝑓]=0.028𝑔
𝐿
147
[𝐶𝑓]= 0.20
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=1𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.081
[𝐶𝑓]= 0.081
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=4.05𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.011𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.363
[𝐶𝑓]= 0.363
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.81𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.051𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.112
[𝐶𝑓]= 0.112
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=5.6𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.016𝑔
𝐿
Baño de
teñido
Calculo utilizando la ley de
LAMBERT-BEER (baño de teñido)
[C]= 𝑨
𝜺∗𝑳 =
𝒎𝒐𝒍
𝑳
ɛ=2000𝑳
𝒎𝒐𝒍∗𝒄𝒎
L= 1 cm
Multiplicación por el peso
molecular para tener la
concentración inicial
PM=286.239 𝒈
𝒎𝒐𝒍
[𝑪𝒊]*PM= 𝒈
𝑳
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
A=2.154
[𝐶𝑖]= 2.154
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.075𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.31𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=2.341
[𝐶𝑖]= 2.341
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.17𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.33𝑔
𝐿
148
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=2.607
[𝐶𝑖]= 2.607
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.30𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝐶𝑖]=0.37𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=3.762
[𝐶𝑖]= 3.762
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.88𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.54𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=3.873
[𝐶𝑖]= 3.873
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.93𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.55𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=4.055
[𝐶𝑖]= 4.055
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=2.02𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.58𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.654
[𝐶𝑖]= 0.654
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=3.27𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.093𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.652
[𝐶𝑖]= 0.652
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=3.26𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]0.093𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.496
[𝐶𝑖]= 0.496
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=2.48𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.071𝑥10−3 𝑔
𝐿
149
11.B Cálculo de las concentraciones finales del baño de teñido con el colorante amarillo
Baño de
teñido
Baño de teñido (aguas
residuales)
Calculo utilizando la ley de
LAMBERT-BEER
[C]= 𝑨
𝜺∗𝑳 =
𝒎𝒐𝒍
𝑳
ɛ=2000𝑳
𝒎𝒐𝒍∗𝒄𝒎
L= 1 cm
Multiplicación por el peso
molecular
PM=286.239 𝒈
𝒎𝒐𝒍
[𝑪𝒇]*PM= 𝒈
𝑳
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
A=1.778
[𝐶𝑓]= 1.778
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=8.89𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.25𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A= 1.954
[𝐶𝑓]= 1.954
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=9.77𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.28𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=2.219
[𝐶𝑓]= 2.219
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.11𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝐶𝑓]=0.32𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A= 0.712
[𝐶𝑓]= 0.020
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=3.56𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.101𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.140
[𝐶𝑓]= 0.140
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=7𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.020𝑔
𝐿
150
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.20
[𝐶𝑓]= 0.20
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=1𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.028𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.087
[𝐶𝑓]= 0.007
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=4.35𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=0.012𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.336
[𝐶𝑓]= 0.363
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.81𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.051𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.129
[𝐶𝑓]= 0.129
2000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=6.45𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=0.018𝑔
𝐿
151
12.B Cálculo del porcentaje de agotamiento del colorante amarillo
Se procede a calcular la eficiencia del proceso de teñido por agotamiento donde aplica la
siguiente ecuación:
% agotamiento= 𝐶𝑖−𝐶𝑓
𝐶𝑖𝑥100 (ec= 2)
Dónde:
𝐶𝑖= es la concentración inicial del baño de teñido
𝐶𝑓= es la concentración final del proceso de teñido
Baño de
teñido
Baño de teñido
inicial
Baño de teñido
fina
% de agotamiento
𝑪𝒊−𝑪𝒇
𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎 =
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.094𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.084
𝑔
𝐿 0.094
𝑔
𝐿−0.084
𝑔
𝐿
0.094𝑔
𝐿
𝑥100 =
10.64%
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.31𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.28
𝑔
𝐿 0.31
𝑔
𝐿−0.28
𝑔
𝐿
0.33𝑔
𝐿
𝑥100 =
15.15%
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 𝐶𝑖]=0.54𝑔
𝐿 𝐶𝑓]=0.39
𝑔
𝐿 0.54
𝑔
𝐿−0.39
𝑔
𝐿
0.54𝑔
𝐿
𝑥100 =
27.77%
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.093𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.025
𝑔
𝐿 0.093
𝑔
𝐿−0.025
𝑔
𝐿
0.093𝑔
𝐿
𝑥100 =
73.12%
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.34𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.020
𝑔
𝐿 0.34
𝑔
𝐿−0.020
𝑔
𝐿
0.34𝑔
𝐿
𝑥100 =
94.11%
152
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.55𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.028
𝑔
𝐿 0.55
𝑔
𝐿−0.028
𝑔
𝐿
0.58𝑔
𝐿
𝑥100
=94.9%
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.071𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.011
𝑔
𝐿 0.071
𝑔
𝐿−0.011
𝑔
𝐿
0.071𝑔
𝐿
𝑥100 =
84.50%
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]0.34𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.051
𝑔
𝐿 0.34
𝑔
𝐿−0.051
𝑔
𝐿
0.093𝑔
𝐿
𝑥100 =
85%
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.58𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.016
𝑔
𝐿 0.071
𝑔
𝐿−0.018
𝑔
𝐿
0.071𝑔
𝐿
𝑥100 =
97.24%
13.B Cálculos de obtención de colorante a partir de la col morada
Procesamiento de la col morada para la extracción de la antocianina
Dónde:
CM= materia prima col morada
B= tallo de la col morada
Ce= Col morada lista para su extracción
𝐶𝑒1= col morada húmeda del proceso de lavado
𝑊1= agua para el proceso de lavado
𝑊2= agua para el proceso de mezcla
Wr= agua residual del proceso de lavada
𝐶𝑙37= ácido clorhídrico al 37% de pureza
S= solución de extracción
153
Ce= 600g 𝐶𝑒1=610 g
14.B Balance de materia para la preparación de extracción de la antocianina a partir de
la col morada (Brassica oleracea var . capitata f rubra)
Balance general del proceso de Procesamiento de la col morada para la extracción de la
antocianina
𝑪𝑴 + 𝑩 + 𝑊1 + 𝑊2 + 𝑪𝒍𝟑𝟕 = 𝑩 + 𝑾𝒓 + 𝑺
Balance parcial del proceso de cortado
𝑪𝑴 = 𝑩 + 𝑪𝒆
Despeje 𝑪𝑴 − 𝑩 = 𝑪𝒆
𝑪𝒆 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝟒𝟎𝟎
𝑪𝒆 = 𝟔𝟎𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒂𝒅𝒂
Cortado Lavado Mezclado
Materia prima:
CM= 1000 g
B= 400g
𝑊1=10
00 g
Wr= 990 g
𝐶𝑙37 = 5 𝑔
𝑊2= 1550 g
S= 2165 g
154
Balance parcial del proceso de lavada
𝑾𝟏 + 𝑪𝒆 = 𝑾𝒓 + 𝑪𝒆𝟏
𝑾𝟏 + 𝑪𝒆 − 𝑾𝒓 = 𝑪𝒆𝟏
𝑪𝒆𝟏 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 + 𝟔𝟎𝟎 − 𝟗𝟗𝟎
𝑪𝒆𝟏 = 𝟔𝟏𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒅𝒂𝒓𝒂
15.B Cálculo de concentración del ácido clorhídrico para el proceso de extracción de la
antocianina
Preparación de solución al 0.1 % de ácido clorhídrico, utilizando una concentración inicial del
ácido clorhídrico que es el 37%
Dónde:
𝑪𝟏= concentración inicial del ácido clorhídrico
𝑪𝟐= Concentración final del ácido clorhídrico
𝑽𝟏= volumen inicial del ácido clorhídrico
𝑽𝟐= volumen final del ácido clorhídrico
𝑪𝟏 ∗ 𝑽𝟏 = 𝑪𝟐 ∗ 𝑽𝟐
𝑽𝟐 =𝑪𝟏 ∗ 𝑽𝟏
𝑪𝟐
𝑽𝟐 =𝟎. 𝟑𝟕 ∗ 𝟒. 𝟐
𝟎. 𝟎𝟎𝟏
𝑽𝟐 = 𝟏𝟓𝟓𝟒 𝒎𝒍 Volumen total de solución para la extracción
Donde el ácido clorhídrico tiene una densidad de 𝝆 = 𝟏. 𝟏𝟖𝟒 𝒈
𝒄𝒎𝟑
𝒎 = ρ ∗ 𝒗
𝒎 = 𝟏. 𝟏𝟖𝟒 𝒈
𝒄𝒎𝟑∗ 𝟒. 𝟐𝒄𝒎𝟑
𝒎 = 𝟓 . 𝟎𝟗 𝒈 de ácido clorhídrico
155
Balance parcial de materia en el proceso de mezclado para la preparación de solución al
0.1 % de ácido clorhídrico
El peso total de la mezcla es de 2165 g donde 600 g es el peso de la col morada y el resto es la
solución acidificada con una concentración al 0.1% de HCl
Cálculo del porcentaje en peso de col morada en la solución de extracción
%𝑷𝑬𝑺𝑶 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒂𝒅𝒂
𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏𝑥100
%𝑷𝑬𝑺𝑶 =𝟔𝟎𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒂𝒅𝒂
2165 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑥100
%𝑷𝑬𝑺𝑶 = 27.71 % del peso total de la col morada
Donde el 72.28 % es el peso total de la solución acidificad.
16.B Cálculo del balance general para la obtención del colorante azul
Mezclado 𝐶𝑒1=610 g
𝐶𝑙37 = 5 𝑔
𝑊2= 1550 g
S=2165 g del peso
total
156
𝑆𝑎1= 1340 g 𝑆𝑎2= 340 g
Para obtener el colorante azul pasa por los siguientes procesos luego de un proceso de inmersión
de 3 días a 4 °C.
Dónde:
S= solución acidificada de extracción con col morada
R= residuo de col morada
V= vapor de agua
𝑆𝑎1= Solución diluida con antocianina
𝑆𝑎2= Solución concentrada con antocianina
𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙 = colorante azul para el proceso de teñido
B= bicarbonato de sodio purificado
17.B Balance de materia para la obtención del colorante azul
Balance general del proceso de obtención del colorante azul
𝑆 + 𝐵 = 𝑅 + 𝑉 + 𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙
Filtración Concentracion
(calentamiento) Mezclado
S= 2165 g
R= 825 g V= 1000 g B= 2.5 g
𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙=340.5g
157
Balance parcial del proceso de filtración
𝐒 = 𝐑 + 𝐒𝐚𝟏
𝑆 − 𝑅 = 𝑆𝑎1
𝑆𝑎1 = 2165 − 825
𝑆𝑎1= 1340 g de solución diluida con antocianina
Balance parcial del proceso de concentración
Cálculo de cantidad de vapor de agua perdida en la solución
𝑆𝑎1 = 𝑽 + 𝑆𝑎2
𝑆𝑎1 − 𝑆𝑎2 = 𝑉
𝑽 = 𝟏𝟑𝟒𝟎 − 𝟑𝟒𝟎
𝑽 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂
Balance parcial del proceso para la obtención del colorante azul
𝑆𝑎2 + 𝐵 = 𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙
𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙 = 340 + 2.5
𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙 = 342.5 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑧𝑢𝑙
Calculo de densidad del colorante azul
𝜌 =𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑛𝑎𝑡𝑒
𝑣𝑎𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒
158
𝜌 =25.65 𝑔
25 𝑐𝑚3
𝜌 = 1.026 𝑔
𝑐𝑚3
18.B Cálculo para el baño de teñido utilizando el colorante azul extraída de la col morada
Se dividió en 2 procesos de teñido donde las cantidades volumétricas del colorante y del agua
destilada son convertidas en cantidad en masa en cada proceso.
En el primer proceso
Cantidades del colorante azul donde:
𝑪𝟏= cantidad de colorante 1
𝑪𝟐= cantidad de colorante 2
𝑪𝟑= cantidad de colorante 3
19.B Primer proceso de teñido del colorante azul
Las cantidades volumétricas del colorante son convertidas en cantidad en masa donde se
procede a multiplicar por la densidad del colorante azul, con una relación de baño de teñido 1/60.
𝑚 = 𝑉 ∗ 𝜌
𝑪𝟏 = 12 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔
𝑐𝑚3= 12.31 g
𝑪𝟐 = 18 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔
𝑐𝑚3=18.46 g
𝑪𝟑 = 24 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔
𝑐𝑚3= 24.62 g
Las cantidades volumétricas del agua es la misma cantidad en masa debido a su densidad que
es 1𝑔
𝑐𝑚3
Donde la cantidad de agua (𝑊𝑛):
𝒘𝟏 = 108 𝑔
𝒘𝟐 = 102 𝑔
159
𝒘𝟑 = 96
Segundo proceso de teñido del colorante azul
Las cantidades volumétricas del colorante azul son mayores en comparación al primer proceso
para tener una relación de baño de teñido 1/60.
𝑚 = 𝑉 ∗ 𝜌
𝑪𝟏 = 30 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔
𝑐𝑚3= 30.78 g
𝑪𝟐 = 36 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔
𝑐𝑚3=36.94 g
𝑪𝟑 = 42 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔
𝑐𝑚3= 43.1 g
Las cantidades volumétricas del agua del segundo proceso es la misma cantidad en masa debido
a su densidad que es 1𝑔
𝑐𝑚3
Donde la cantidad de agua (𝑊𝑛):
𝒘𝟏 = 90 𝑔
𝒘𝟐 = 84 𝑔
𝒘𝟑 = 78 𝑔
20.B Cálculo de la cantidad de mordiente (alumbre y bicarbonato de sodio) en relación al
peso de la tela para el proceso de teñido con el colorante azul
Peso de la tela a teñir= 2 g
Cálculo de cantidad de alumbre (A) que se utilizara en el proceso de teñido donde:
𝐴10= representa el 10 % del peso total de la tela
𝐴20= representa el 20 % del peso total de la tela
𝐴30= representa el 30 % del peso total de la tela
𝐵10= representa el 10 % del peso total de la tela
160
Cantidades en peso de los mordientes para la utilización de los 2 procesos de teñido del
colorante azul
𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒍𝒂 ∗ % 𝒅𝒆𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆
𝟏𝟎𝟎
Cantidad de alumbre al 10 % en relación con el peso de la tela a teñir
𝑨𝟏𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 de alumbre
Cantidad de alumbre al 20 % en relación con el peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟐𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟒 𝒈 de alumbre
Cantidad de alumbre al 30 % en relación con el peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟑𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟔 𝒈 de alumbre
Cantidad de bicarbonato de sodio al 10 % en relación con el peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 de 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
21.B Cálculo del peso total de cada baño de teñido utilizando el colorante azul
Primer proceso= (𝑃1)
Segundo proceso= (𝑃2)
Peso total del baño de teñido= PT
FORMULA DEL PRIMER PROCESO
PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n
FORMULA DEL SEGUNDO PROCESO
PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n + 𝛴𝐵10
161
Suma de cada sustancia que compone el baño de teñido del primer proceso
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10
Agua destilada:108 g.
Colorante:12.31g
PT= 120.51 g.
𝑃1𝐶2𝐴10
Agua destilada: 102 g.
Colorante: 18.46 g
PT= 120.66
𝑃1𝐶3𝐴10
Agua destilada: 96 g.
Colorante: 24.62 g.
PT= 120.82 g.
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20
Agua destilada:108 g.
Colorante:12.31g.
PT= 120.71 g.
𝑃1𝐶2𝐴20
Agua destilada: 102 g.
Colorante: 18.46 g.
PT=120.82
𝑃1𝐶3𝐴20
Agua destilada: 96 g.
Colorante: 24.62 g.
PT=121,02
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30
Agua destilada: 108 g.
Colorante:12.31g
PT= 120.91 g.
𝑃1𝐶2𝐴30
Agua destilada: 102 g.
Colorante: 18.46 g.
PT=121.06
𝑃1𝐶3𝐴30
Agua destilada: 96 g.
Colorante: 24.62 g.
PT=121.22
162
Suma de cada sustancia que componen el baño de teñido del segundo proceso
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴10
Agua destilada: 90 g.
Colorante: 30.78 g.
PT=120.98 g.
𝑃2𝐶2𝐴10
Agua destilada: 84 g.
Colorante: 36.94 g.
PT= 121.14 g.
𝑃2𝐶3𝐴10
Agua destilada: 78 g.
Colorante: 43.1 g.
PT= 121.3 g.
𝐴20= 0.4 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴20
Agua destilada: 90 g.
Colorante: 30.78 g.
PT= 121,18 g.
𝑃2𝐶2𝐴20
Agua destilada: 84 g.
Colorante: 36.94 g.
PT= 121.34 g.
𝑃2𝐶3𝐴20
Agua destilada: 78 g.
Colorante: 43.1 g.
PT=121.5 g.
𝐴30= 0.6 g.
𝐵10= 0.2 g.
𝑃2𝐶1𝐴30
Agua destilada: 90 g.
Colorante: 30.78 g.
PT=121.38 g.
𝑃2𝐶2𝐴30
Agua destilada: 84 g.
Colorante: 36.94 g.
PT= 121.54.
𝑃2𝐶3𝐴30
Agua destilada: 78 g.
Colorante: 43.1 g.
PT=121.7 g.
163
22.B Cálculos de concentración del colorante azul por espectrofotómetro
Se procede a determinar las concentraciones del baño de teñido utilizando la ley de
LAMBERT-BEER
[C]=𝐴
𝜀∗𝐿 Ec: 1
Donde:
[C]= concentración molar
A= absorbancia de la sustancia (nm)
L= longitud de la celda (cm)
ɛ= coeficiente de extinción molar
Se selecciona el segundo proceso de teñid debido a mejores resultados de teñidos a las fibras
de algodón con el colorante azul.
23.B Cálculo de colorante que se impregno en la tela de fibra de algodón
Se procede a calcular la eficiencia del proceso de teñido por agotamiento donde aplica la
siguiente ecuación:
% agotamiento= 𝐶𝑖−𝐶𝑓
𝐶𝑖𝑥100 Ec:2
Donde:
𝐶𝑖= es la concentración inicial del baño de teñido
𝐶𝑓= es la concentración final del proceso de teñido
El colorante azul concentrado fue diluido 200 veces es decir 0.5 ml del colorante concentrado
en 100 ml de agua destilada conde se obtuvo una longitud de onda de 583.105 nm y las
concentraciones del baño de teñido fue diluido 100 veces es decir 1 ml del baño de teñido en 100
ml de agua destilada.
164
Fórmula de Factor de dilución
Donde:
FD= factor de dilución de la muestra
V= volumen total de la solución
Alc= alícuota que es la muestra de teñido
𝐹𝐷 =𝑉
𝐴𝑙𝑐 Ec:3
Para el colorante azul concentrado fue:
𝐹𝐷 =100
0.5
𝐹𝐷 = 200
Factor de dilución del baño de teñido:
𝐹𝐷 =𝑉
𝐴𝑙𝑐
𝐹𝐷 =100
1
𝐹𝐷 = 100
PM= peso molecular de la antocianina delfinidina
PM= 338,7 𝑔
𝑚𝑜𝑙
Coeficiente de extinción molar es: ɛ= 38000 𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚
Cálculo de concentración del colorante azul
Absorbancia= 0.221
[C]=𝐴
𝜀∗𝐿
[C]= 0.221
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 5.815𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
165
La concentración se multiplica con el peso molecular
[C]= 5.815𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙= 1.96𝑥10−3 𝑔
𝐿
La concentración se multiplica para el factor de dilución
[𝐶] = 1.96𝑥10−3 𝑔
𝐿∗ 200
Concentración del colorante azul =[𝐶] = 0.40 𝑔
𝐿
24.B Cálculo de concentraciones iniciales del baño de teñido con el colorante azul
Para: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 donde la absorbancia fue de A=0.125
[𝐶𝑖]= 0.125
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 3.29𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑖]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑖]=3.29𝑥10−6 𝑔
𝑚𝑜𝑙∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑖]=1.114𝑋10−3 𝑔
𝐿
Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑖]*FD=𝑔
𝐿
1.114𝑋10−3𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑖]=0,11 𝑔
𝐿 del proceso: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
166
Para: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 donde la absorbancia fue de A=0.123
[𝐶𝑖]= 0.123
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 3.236𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒈
𝒎𝒐𝒍 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑖]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑖]=3.236𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑖]=1.096𝑋10−3 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑖]*FD=𝑔
𝐿
1.096𝑋10−3𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑖]=0,12 𝑔
𝐿 del proceso #: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
Para: #: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.112
[𝐶𝑖]= 0.112
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 2.95𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑖]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑖]=2.95𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑖]=9.99𝑋10−4 𝑔
𝐿
167
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑖]*FD=𝑔
𝐿
9.99𝑋10−4 𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑖]=0,10 𝑔
𝐿 del proceso #: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
Para: 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.140
[𝐶𝑖]= 0.140
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 3.68𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑖]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑖]=3.68𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑖]=1.24𝑋10−3 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑖]*FD=𝑔
𝐿
1.24𝑋10−3𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑖]=0,12 𝑔
𝐿 del proceso: 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
168
25.B Cálculo de concentraciones finales del baño de teñido con el colorante azul (agua
residual)
Para: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.035
[𝐶𝑖]= 0.035
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑖]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑖]=9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338,7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑖]=3.119𝑋10−4 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑖]*FD=𝑔
𝐿
1.91𝑋10−4𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑖]=0,031 𝑔
𝐿 del proceso 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
Para: #: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.035
[𝐶𝑓]= 0.035
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
169
[𝐶𝑓]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑓]=9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑓]=3.119𝑋10−4 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑓]*FD=𝑔
𝐿
3.119𝑋10−4𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑓]=0,031 𝑔
𝐿 del proceso #: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
Para: #: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.061
[𝐶𝑓]= 0.061
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 1.61𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑓]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑓]=1.61𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑓]=5.45𝑋10−4 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑓]*FD=𝑔
𝐿
5.45𝑋10−4𝑔
𝐿∗ 100
170
[𝐶𝑓]=0,054 𝑔
𝐿 del proceso #: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
Para: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.043
[𝐶𝑓]= 0.043
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑓]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑓]=1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑓]=3.827𝑋10−4 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑓]*FD=𝑔
𝐿
3.827𝑋10−4𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑓]=0,038 𝑔
𝐿 del proceso : 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
Para: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.043
[𝐶𝑓]= 0.043
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑓]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑓]=1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
171
[𝐶𝑓]=3.827𝑋10−4 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑓]*FD=𝑔
𝐿
3,827𝑋10−4𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑓]=0,038 𝑔
𝐿 del proceso #: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
Para: 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.084
[𝐶𝑓]= 0.084
38000𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 2.21𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍
𝑳 a
𝒈
𝑳 por su peso molecular PM=338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑓]*PM=𝑔
𝐿
[𝐶𝑓]=2.21𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 338.7
𝑔
𝑚𝑜𝑙=
[𝐶𝑓]=7.485𝑋10−4 𝑔
𝐿
Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100
[𝐶𝑓]*FD=𝑔
𝐿
7.485𝑋10−4 𝑔
𝐿∗ 100
[𝐶𝑓]=0,0748 𝑔
𝐿 del proceso 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
172
26.B Tabla de resultado
Concentraciones
del baño de teñido
Absorbancia de
cada baño de teñido
Cálculo de
concentración
[C]=𝑨
𝜺∗𝑳
Aguas residuales
Absorbancia
[C]=𝑨
𝜺∗𝑳
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=0.125
[𝐶𝑖]= 0,11 𝑔
𝐿
#: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=0.035
[𝐶𝑓]=0,031 𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.123
[𝐶𝑖]= 0,12 𝑔
𝐿
#: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.061
[[𝐶𝑓]=0,054 𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.112
[𝐶𝑖]=0,10 𝑔
𝐿
#: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.043
[𝐶𝑓]=0,038 𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.140
[[𝐶𝑖]=0,12 𝑔
𝐿
#: 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.084
[𝐶𝑓]=0,0748 𝑔
𝐿
27.B Cálculo de porcentaje de agotamiento
Baño de
teñido
Baño de teñido
inicial
Baño de teñido
fina
% de agotamiento
𝑪𝒊 − 𝑪𝒇
𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,11 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,031
𝑔
𝐿 0,11
𝑔
𝐿−0,031
𝑔
𝐿
0,11 𝑔
𝐿
𝑥100 =
71.81%
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,12 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,054
𝑔
𝐿 0,12
𝑔
𝐿−0,054
𝑔
𝐿
0,12 𝑔
𝐿
𝑥100 =
57.5 %
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0,10 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,038
𝑔
𝐿 0,10
𝑔
𝐿 −0,038
𝑔
𝐿
0,10 𝑔
𝐿
𝑥100 =
62 %
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0,12 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0,0748
𝑔
𝐿 0,12
𝑔
𝐿 −0,0748
𝑔
𝐿
0,12 𝑔
𝐿
𝑥100 =
37.66 %
173
28.B Proceso de obtención del colorante rojo a partir del ácido carmín al 50% de pureza
Para la obtención del colorante rojo se procede realizar un proceso de mezclado donde:
W= agua
𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐= acido carmín al 50 %
Balance general del proceso de obtención del colorante rojo
𝑊 + 𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 = 𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜
𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜 = 500 + 70
𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜 = 570 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒
Contendido de ácido carmín en la solución del colorante rojo
%𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒄𝒊𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒓𝒎𝒊𝒏 ∗ 𝒑𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂
𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊𝒐𝒏 𝑿𝟏𝟎𝟎
%𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 =𝟕𝟎 ∗ 𝟎. 𝟓𝟎
𝟓𝟕𝟎 𝑿𝟏𝟎𝟎
Mezclado W: 500 g
𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐: 70 g
𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜= 570 g
174
%𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 = 𝟔. 𝟏𝟒 % 𝒅𝒆 𝒂𝒄𝒊𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒓𝒎𝒊𝒏 𝒆𝒏 𝒍𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏
Calculo de la densidad del colorante rojo
𝜌 =𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑛𝑎𝑡𝑒
𝑣𝑎𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒
𝜌 =25.85 𝑔
25 𝑐𝑚3
𝜌 = 1.034 𝑔
𝑐𝑚3
29.B Cálculo para el baño de teñido utilizando el colorante rojo
Las cantidades volumétricas del colorante rojo y del agua destilada son convertida en cantidad
en masa.
Cantidades del colorante rojo donde:
𝑪𝟏= cantidad de colorante 1
𝑪𝟐= cantidad de colorante 2
𝑪𝟑= cantidad de colorante 3
Las cantidades que se utilizaron fueron volumétricas para tenerla en cantidad en masa se
procede a multiplicar por la densidad del colorante.
𝑪𝟏 = 5 𝑐𝑚3 ∗ 1.034 𝑔
𝑐𝑚3= 15.17 g
𝑪𝟐 = 10 𝑐𝑚3 ∗ 1.034 𝑔
𝑐𝑚3=10.34 g
𝑪𝟑 = 15 𝑐𝑚3 ∗ 1.034 𝑔
𝑐𝑚3= 15.51 g
Las cantidades volumétricas del agua es la misma cantidad en masa debido a su densidad que
es 1𝑔
𝑐𝑚3
175
Donde la cantidad de agua (𝑊𝑛):
𝒘𝟏 = 115 𝑔
𝒘𝟐 = 110 𝑔
𝒘𝟑 = 105𝑔
Calculo de la cantidad de mordiente (alumbre y bicarbonato de sodio) a utilizar en relación al
peso de la tela
Peso de la tela a teñir= 2 g
30.B Calculo de cantidad de alumbre (A) y bicarbonato que se utilizara en el proceso de
teñido
Donde:
𝐴10= representa el 10 % del contenido de alumbre en relación al peso total de la tela
𝐴20= representa el 20 % del contenido de alumbre en relación al peso total de la tela
𝐴30= representa el 30 % del contenido de alumbre en relación al peso total de la tela
𝐵10= representa el 10 % del contenido de alumbre en relación al peso total de la tela
Cantidades en peso de los mordientes
𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒍𝒂 ∗ % 𝒅𝒆𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆
𝟏𝟎𝟎
Cantidad de alumbre al 10 % en relación al peso de la tela a teñir
𝑨𝟏𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 De alumbre
Cantidad de alumbre al 20 % en relación al peso de la tela a teñir
176
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟐𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟒 𝒈 De alumbre
Cantidad de alumbre al 30 % en relación al peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟑𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟔 𝒈 De alumbre
Cantidad de bicarbonato de sodio al 10 % en relación al peso de la tela a teñir
𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎
𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 de 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
Calculo del peso total de cada baño de teñido utilizando el colorante amarillo
Primer proceso= (𝑃1)
Segundo proceso= (𝑃2)
Peso total del baño de teñido= PT
FORMULA DEL PRIMER PROCESO
PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n
FORMULA DEL SEGUNDO PROCESO
PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n + 𝛴𝐵10
177
RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]
𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 Agua destilada: 115 g.
Colorante: 5.17g.
PT= 120.37 g.
𝑃1𝐶2𝐴10 Agua destilada: 110 g.
Colorante: 10.34g.
PT= 120.54 g.
𝑃1𝐶3𝐴10 Agua destilada: 105 g.
Colorante: 15.51g
PT=120.71 g.
𝐵10= 0.2 g. de
𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
PT=120.57 g.
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10
PT=120.74 g.
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10
PT=120.91 g.
𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 Agua destilada: 115 g.
Colorante: 5.17g.
PT= 120.57 g.
𝑃1𝐶2𝐴20 Agua destilada: 110 g.
Colorante: 10.34g.
PT=120.74 g.
𝑃1𝐶3𝐴20 Agua destilada: 105 g.
Colorante: 15.51g
PT=120.91 g.
𝐵10= 0.2 g. de
𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10
PT=120.77 g.
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10
PT=120.94 g.
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10
PT=121.11 g
𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 Agua destilada: 115 g.
Colorante: 5.17g.
PT= 120.77 g.
𝑃1𝐶2𝐴30 Agua destilada: 110 g.
Colorante: 10.34g.
PT= 120.94 g.
𝑃1𝐶3𝐴30 Agua destilada: 105 g.
Colorante: 15.51g.
PT=121.11 g
𝐵10= 0.2 g. de
𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10
PT=120.97 g.
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10
PT=121.14 g.
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10
PT=121.31 g.
178
31.B Cálculos de concentración del colorante rojo por espectrofotómetro
Se procedió a determinar las concentraciones del baño de teñido utilizando la ley de
LAMBERT-BEER
[C]=𝐴
𝜀∗𝐿
Donde:
[C]= concentración molar
A= absorbancia de la sustancia (nm)
L= longitud de la celda (cm)
ɛ= coeficiente de extinción molar
Formula de Factor de dilución
Donde:
FD= factor de dilución de la muestra
V= volumen total de la solución
Alc= alícuota que es la muestra de teñido
𝐹𝐷 =𝑉
𝐴𝑙𝑐
Para el colorante rojo concentrado fue:
𝐹𝐷 =100
0.080
𝐹𝐷 = 1250
179
PM= peso molecular del ácido carmín
PM= 492.389 𝑔
𝑚𝑜𝑙
Coeficiente de extinción molar es: ɛ= 6800 𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚
Longitud de onda=493 nm
Cálculo de concentración del colorante rojo
Absorbancia= 0.784
[C]=𝐴
𝜀∗𝐿
[C]= 0.784
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
= 1.15𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿
La concentración se multiplica con el peso molecular
[C]= 1.15𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙
𝐿∗ 492.389
𝑔
𝑚𝑜𝑙= 0.056
𝑔
𝐿
La concentración se multiplica para el factor de dilución
[𝐶] = 0.056𝑔𝐿
∗ 1250
Concentración del colorante rojo =[𝐶] = 70 𝑔
𝐿
32.B Cálculo de concentraciones iniciales del baño de teñido con el colorante rojo
Se selecciona el segundo proceso de teñido debido a mejores resultados de teñidos a las fibras
de algodón con el colorante rojo
180
Baño de teñido
Calculo utilizando la ley de LAMBERT-
BEER (baño de teñido)
[C]= 𝐴
𝜀∗𝐿 =
𝑚𝑜𝑙
𝐿
ɛ=6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚
L= 1 cm
Multiplicación por el peso molecular
PM=492.389 𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑖]*PM= 𝑔
𝐿
Multiplicación de factor de dilución
FD=1250
[𝐶𝑖]*FD=𝑔
𝐿
Para
Concentración real de
ácido carmín
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
A=0.039
[𝐶𝑖]= 0.039
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=5.735𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=2.823𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=3.53
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=0.053
[𝐶𝑖]= 0.053
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=7.78𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=3.83𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=4.79
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.076
[𝐶𝑖]= 0.076
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.11𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝐶𝑖]=5.50𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=6.88
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=0.025
[𝐶𝑖]= 0.025
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=3.67𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=1.81𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=2.26
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.038
[𝐶𝑖]= 0.038
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=5.58𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=2.75𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=3.43
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.062
[𝐶𝑖]= 0.062
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=4.48𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=5.61
𝑔
𝐿
181
[𝐶𝑖]=9.12𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.020
[𝐶𝑖]= 0.020
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=2.94𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=1.45𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=1.81
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.031
[𝐶𝑖]= 0.031
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=4.55𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=2.24𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=2.80
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.057
[𝐶𝑖]= 0.057
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=8.38𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=4.13𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=5.16
𝑔
𝐿
182
33.B Cálculos de concentración final de las aguas residuales del color rojo
Baño de
teñido
Baño de teñido (aguas
residuales)
Calculo utilizando la
ley de LAMBERT-BEER
[C]= 𝐴
𝜀∗𝐿 =
𝑚𝑜𝑙
𝐿
ɛ=6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚
L= 1 cm
Multiplicación por el
peso molecular
PM=492.389 𝑔
𝑚𝑜𝑙
[𝐶𝑓]*PM= 𝑔
𝐿
Multiplicación de
factor de dilución
FD=1250
[𝐶𝑖]*FD=𝑔
𝐿
Para
Concentración real
de ácido carmín
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10
A=0.027
[𝐶𝑓]= 0.027
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=3.97𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=1.95𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=2.44
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A= 0.038
[𝐶𝑓]= 0.038
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=5.58𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=2.75𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=3.44
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.062
[𝐶𝑓]= 0.062
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=9.12𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
𝐶𝑓]=4.49𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=5.61
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=0.020
[𝐶𝑓]= 0.020
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=2.94𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=1.45𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=1.81
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.009
[𝐶𝑓]= 0.009
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=1.32𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=6.51𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.81
𝑔
𝐿
183
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.051
[𝐶𝑓]= 0.051
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑓]=7.5𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=3.69𝑥10−3 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=4.61
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.007
[𝐶𝑓]= 0.007
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.03𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑓]=5.06𝑥10−4 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.63
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.003
[𝐶𝑓]= 0.003
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=4.41𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=2.17𝑥10−4 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.27
𝑔
𝐿
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.011
[𝐶𝑓]= 0.011
6800𝐿
𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚
=
[𝐶𝑖]=1.62𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙
𝐿
[𝐶𝑖]=7.96𝑥10−4 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.99
𝑔
𝐿
34.B Calculo del porcentaje de agotamiento del colorante rojo
Se procede a calcular la eficiencia del proceso de teñido por agotamiento donde aplica la
siguiente ecuación:
% agotamiento= 𝐶𝑖−𝐶𝑓
𝐶𝑖𝑥100 Ec: 2
Donde:
𝐶𝑖= es la concentración inicial del baño de teñido
𝐶𝑓= es la concentración final del proceso de teñido
184
Baño de
teñido
Baño de teñido
inicial
Baño de teñido
fina
% de agotamiento
𝐶𝑖−𝐶𝑓
𝐶𝑖𝑥100 =
𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=3.53 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=2.44
𝑔
𝐿 3.53
𝑔
𝐿−2.44
𝑔
𝐿
3.53 𝑔
𝐿
𝑥100 =
30.87%
𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=4.79 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=3.44
𝑔
𝐿 4.79
𝑔
𝐿−3.44
𝑔
𝐿
4.79 𝑔
𝐿
𝑥100 =
28.18%
𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=6.88 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=5.61
𝑔
𝐿 6.88
𝑔
𝐿−5.61
𝑔
𝐿
6.88 𝑔
𝐿
𝑥100 =
18.46%
𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=2.26 𝑔
𝐿
[𝐶𝑓]=1.81 𝑔
𝐿 2.26
𝑔
𝐿−1.81
𝑔
𝐿
2.26 𝑔
𝐿
𝑥100
=
19.91%
𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=3.43 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.81
𝑔
𝐿 3.43
𝑔
𝐿−0.81
𝑔
𝐿
3.43 𝑔
𝐿
𝑥100
=
26.38%
𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=5.61 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=4.61
𝑔
𝐿 5.61
𝑔
𝐿−4.61
𝑔
𝐿
5.61 𝑔
𝐿
𝑥100
=17.82%
185
𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=1.81 𝑔
𝐿 [𝐶𝑓]=0.63
𝑔
𝐿 1.81
𝑔
𝐿−0.63
𝑔
𝐿
1.81 𝑔
𝐿
𝑥100
=
65.19%
𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=2.80 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.27
𝑔
𝐿 2.80
𝑔
𝐿−0.27
𝑔
𝐿
2.80 𝑔
𝐿
𝑥100
=
90.35%
𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=5.16 𝑔
𝐿 [𝐶𝑖]=0.99
𝑔
𝐿 5.16
𝑔
𝐿−0.99
𝑔
𝐿
5.16 𝑔
𝐿
𝑥100 =
80.81%
186
Anexo C Glosario
ANEXO C - GLOSARIO
Ácido carmínico: f. Colorante obtenido a partir de un insecto llamado Cochinilla
(Dactylopius Coccus costa).
Cochinilla: (Del lat .coccinus ,grana , qermes, insecto hemíptero) Originario de México y de
países de América del sur como: Ecuador ,Perú y Bolivia .Es un insecto del tamaño del chinche
,vive como huésped en el nopal o tuna , la importancia de este insecto es que produce ácido
carmínico que es utilizado en diferentes industrias como colorante natural .
Mordiente: Sustancia química que sirve para fijar el color en un sustrato (Tela, papel)
Luteolina: (luteolol, Digitoflavona, luteolina) Es uno de los flavonoides más comunes, es una
sustancia que se encuentra en plantas en sus hojas y cortezas como: el apio, brócoli y flor de retama
Antocianina: Es un pigmento hidrosoluble de la familia de los flavonoides se encuentra en las
células vegetales que otorgan el color rojo, purpura y azul por lo general se encuentran en frutos y
vegetales como: uva, mora, col morada y maíz morado.
Alumbre: Es una sal metálica un tipo de sulfato triple compuesto por el sulfato de un metal
trivalente, es uno de los ingredientes en los procesos tintóreos sirve para fijar el color en la fibra
textil, sirve para obtener lacas.
187
EspectofotometroUV-Visible: Es una técnica que se utiliza a nivel de laboratorio como
detector para la cromatografía liquida de alta resolución, utiliza la luz en los rangos visibles y
adyacentes. La presencia de un análito puede dar una respuesta relacionada con la concentración
Colorímetro: Es un instrumento usado que se utiliza para identificar el color de una sustancia,
permite medir la absorbancia de una disolución en una frecuencia de luz especifica.
PHmetro: Es un instrumento que sirve para determinar el medio en que se encuentra una
sustancia el rango es de 0-6 acido, 7 neutro ,8-14 se lo denomina medio alcalino, El pH es uno de
los puntos críticos en la mayorías de los procesos a nivel industrial .
Col morada: (Brassica oleracea var. Capitata f rubra) Es un vegetal cuya coloración violácea
es proporcionada por un pigmento llamado antocianina, esta coloración depende del pH y del
suelo.
Flor de retama: (Retama sphaerocarpa L.) Es una planta tintórea , cuyos pétalos contiene un
pigmento llamado luteolina que es el responsable del color amarillo que sirve como colorante
natural a nivel industrial .
Ley de Beer-Lambert: Es una relación empírica que relaciona la absorción de la luz con las
propiedades del material atravesado, permite cuantificar la concentración de una muestra por UV.
Fibra textil: Es un conjunto de filamentos para ser usados para formas hilos mediante procesos
físicos y químicos. Existen diferentes tipos de fibras: natural, artificial y sintética
188
Algodón: (Gossypium) Familia de las malváceas. Es un arbusto que en sus semillas se encuentra
una fibra 94-96% de celulosa, la cual pasa por algunos procesos químicos y físicos para lograr una
fibra textil
Color: Es una propiedad física de la luz emitida por los objetos y subsustancia. Los colores en
los pigmentos tienen procedencia orgánica como: animal, vegetal y mineral. El color presenta 3
dimensiones: tono, el valor y la intensidad.
189
Anexo DFicha de seguridad del ácido carmín
Ficha de seguridad del ácido carmín al 50% de pureza
190
191
192
193