17428147-PLAN-DE-TESIS-OBTENCION-DE-BIOPLASTICOS-A-PARTIR-DE-FECULA-DE-PAPA
53
Tesis en Ingeniería Química-UNMSM UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE QUÍMICA, INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIAL ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA NOMBRE DEL PLAN DE TESIS : OBTENCIÓN DE BIOPLÁSTICOS A PARTIR DE FÉCULA DE PAPA (DE TERCERA CATEGORÍA) ALUMNA : MARIA LOLA MATÍAS CÓRDOVA CODIGO : 05070198 PROFESOR DEL CURSO : ING. JOSE MANUEL GARCIA PANTIGOZO JULIO DEL 2009 Obtención de Bioplásticos a partir de fécula de papa Página 1
-
Upload
cesar-saccsa-tacas -
Category
Documents
-
view
4.954 -
download
3
Transcript of 17428147-PLAN-DE-TESIS-OBTENCION-DE-BIOPLASTICOS-A-PARTIR-DE-FECULA-DE-PAPA
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE QUIacuteMICA INGENIERIacuteA QUIacuteMICA Y AGROINDUSTRIAL
ESCUELA ACADEacuteMICO PROFESIONAL DE INGENIERIacuteA QUIacuteMICA
NOMBRE DEL PLAN DE TESIS OBTENCIOacuteN DE BIOPLAacuteSTICOS A PARTIR DE FEacuteCULA DE PAPA (DE TERCERA CATEGORIacuteA)
ALUMNA MARIA LOLA MATIacuteAS COacuteRDOVA CODIGO 05070198
PROFESOR DEL CURSO ING JOSE MANUEL GARCIA PANTIGOZO
JULIO DEL 2009
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 1
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
TITULO OBTENCIOacuteN DE BIOPLAacuteSTICOS A PARTIR DE PAPA
RESUMEN
INTRODUCCIOacuteN
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 11 Formulacioacuten del problema 12 Justificacioacuten Precisar por queacute es conveniente estudiar este problema y para quieacuten o quieacutenes es conveniente este estudio el quieacuten o quieacutenes son generalmente empresas puacuteblicas y privadas o sectores de la poblacioacuten13 Objetivos de la investigacioacuten
131 Objetivo general132 Objetivos especiacuteficos
14 Formulacioacuten de la hipoacutetesis15 Identificacioacuten y clasificacioacuten de las variables
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL21 Antecedentes del problema Estudios anteriores sobre el tema en los uacuteltimos antildeos22 Bases teoacutericas Teoriacuteas o enfoques teoacutericos directamente relacionados conel problema ndash tema23 Definicioacuten de teacuterminos (Deben ser teacuterminos estrictamente necesarios)
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten32 Disentildeo de la Investigacioacuten33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos34 Procesamiento de los datos35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones42 Recursos Necesarios43 Presupuesto Costo del Proyecto44 Cronograma de actividades
CAPITULO V CONCLUSIONES
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 2
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
RESUMEN
En el presente informe se revisaraacute la produccioacuten de bioplaacutesticos a
base de feacutecula de papa en el cual se transforma el almidoacuten de la
papa en aacutecido polilaacutectico que luego de ser sometido a procesos que
lo hagan maacutes resistente se usa para la fabricacioacuten de diversos tipos
de objetos desde celulares hasta automoacuteviles
El aacutecido poli-laacutectico es un poliacutemero biodegradable derivado del aacutecido
laacutectico Es un material altamente versaacutetil que se hace a partir de
recursos renovables al 100 como son la maiacutez la remolacha el trigo
y otros productos ricos en almidoacuten Este aacutecido tiene muchas
caracteriacutesticas equivalentes e incluso mejores que muchos plaacutesticos
derivados del petroacuteleo lo que hace que sea eficaz para una gran
variedad de usos
A la hora de trabajar con este material y desarrollar nuevos productos
se debe tener en cuenta que tiene las caracteriacutesticas de un plaacutestico
normal puede pasar por procesos de moldeo extrusioacuten soplado
ademaacutes de tener la resistencia rigidez y demaacutes cualidades presentes
en los plaacutesticos pero de origen natural Sin embargo su utilizacioacuten es
enfocada a productos de vida uacutetil corta por su baja resistencia a la
accioacuten de los microorganismos en aplicaciones a la intemperie y en
productos de larga vida uacutetil Cabe resaltar tambieacuten que lo que se
aprovecha generalmente son los residuos de estos recursos que se
encuentran faacutecilmente en la naturaleza y que se renuevan Esto hace
que las ventajas sean mayores puesto que no solo se reducen
impactos ambientales sino que se termina con todo el ciclo de vida
tanto de las materias primas como de los productos aprovechando
asiacute hasta los residuos orgaacutenicos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 3
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
INTRODUCCION
En un mundo que se estaacute volviendo muy sensible a la necesidad de
proteger nuestro medio ambiente la habilidad de crear productos de
recursos sostenibles y que sirvan totalmente de abono al teacutermino de
su vida uacutetil es una proposicioacuten emocionante y atractiva
El plaacutestico tradicional estaacute compuesto por un poliacutemero denominado
polietileno sintetizado a partir del petroacuteleo por la industria
petroquiacutemica La carestiacutea de este combustible foacutesil su caraacutecter
contaminante y el hecho de que es una fuente que tarde o temprano
acabaraacute por agotarse ha llevado a algunas partes de la industria a
buscar alternativas El aacutecido polilaacutectico (PLA) sintetizado a partir de
almidoacuten de papa es una de las prometedoras
Se denomina bioplaacutesticos a un tipo de plaacutesticos derivados de
productos vegetales tales como el aceite de soja maiacutez o en nuestro
caso almidoacuten de papa a diferencia de los plaacutesticos convencionales
derivados del petroacuteleo
En estos uacuteltimos antildeos se han desarrollado operaciones a gran escala
para la produccioacuten econoacutemica de poliacutemeros PLA usado para
aplicaciones de empaque y fibras
El objetivo de este informe seraacute revisar la quiacutemica del PLA y discutir el
procesamiento comercial que confirma su posicioacuten como un material
viable para muchas aplicaciones tanto en fibras como en la industria
plaacutestica
Reconociendo que este es un nuevo poliacutemero con sus propias
caracteriacutesticas y requerimientos de proceso los beneficios
ambientales del PLA seraacuten discutidos y comparados con los actuales
poliacutemeros a base de petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 4
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
11 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
Desde el punto de vista econoacutemico
El petroacuteleo es de importancia considerable debido a que se le utiliza
para la obtencioacuten de diversos productos como lubricantes esencias
gasoacuteleo kerosene diesel y estos a su vez sirven para obtener
plaacutesticos fibras surfactantes etc
Como derivado del petroacuteleo se tiene al polietileno el cual es una
materia prima para la industria del plaacutestico en general
El Peruacute importa petroacuteleo de paiacuteses como Ecuador Colombia y el antildeo
pasado decidioacute comprarle a Iraacuten
De lo mencionado anteriormente se puede ver que en el Peruacute existe
una dependencia muy notoria en el consumo de petroacuteleo el valor de
las importaciones de este recurso se ha ido incrementando de tal
manera que las altas o bajas en la produccioacuten extranjera influyen de
manera considerable en el consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta
el procesamiento de derivados de petroacuteleo como el plaacutestico
generando problemas econoacutemicos nacionales
Desde el punto de vista medio-ambiental
Los residuos plaacutesticos se acumulan en grandes cantidades y su
degradacioacuten es lenta
En un estudio reciente publicado en la revista ldquoSciencerdquo se observoacute
que hay partiacuteculas de plaacutestico presentes en los mares de todo el
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 5
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
mundo El reciclado de los plaacutesticos aliviariacutea un poco la situacioacuten
pero soacutelo en parte
Por este motivo el reemplazo de los plaacutesticos no degradables por
biopoliacutemeros totalmente degradables obtenidos a partir de fuentes de
carbono renovables seriacutea una solucioacuten mucho maacutes completa para los
diferentes aspectos de este problema
12 JUSTIFICACIOacuteN
El estudio de este problema es de suma importancia ya que
contribuye en primer lugar al desarrollo de la ciencia y en segundo
lugar a la creacioacuten de procesos sostenibles con los cuales el grado de
contaminacioacuten en la produccioacuten disminuiriacutea considerablemente
Este estudio es conveniente tanto para el sector privado como
puacuteblico
Para el sector privado porque podriacutea generar nuevos productos a
base de materia prima peruana y contribuir al desarrollo sostenible de
procesos
Tambieacuten contribuiriacutea a la optimizacioacuten de procesos que a veces el
estado debido a la carencia de recursos econoacutemicos no puede hacer
Para el sector puacuteblico porque se estaacute desarrollando un proceso en el
cual se utiliza materia prima nacional (papa de tercera categoriacutea) con
lo cual se hace miacutenima nuestra dependencia de petroacuteleo de la
produccioacuten extranjera
El estado estariacutea contribuyendo como agente activo en la generacioacuten
de procesos sostenibles estando a la par de paiacuteses europeos como
Alemania Francia Suiza que evitan todo de tipo de contaminacioacuten
en el procesamiento de recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 6
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
13 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIOacuteN
131 Objetivo general
Desarrollar un proceso para la obtencioacuten de bioplaacutesticos a
partir de papa de tercera categoriacutea
Demostrar que los bioplaacutesticos son biodegradables y no
necesitan de ninguacuten agente para lograr este fin
Analizar el impacto ambiental en la produccioacuten de
bioplaacutesticos
132 Objetivos especiacuteficos
Analizar los equipos utilizados en el disentildeo de los procesos
de produccioacuten
Comparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la
planta de produccioacuten de bioplaacutesticos
Construir y hacer el disentildeo de la planta de produccioacuten
usando software de ingenieriacutea
14 FORMULACIOacuteN DE LA HIPOacuteTESIS
Basado en las investigaciones realizadas acerca de la obtencioacuten de
bioplaacutesticos a partir de fuentes no foacutesiles como el petroacuteleo y la
necesidad de generar procesos que reduzcan tanto nuestra
dependencia econoacutemica de otros paiacuteses asiacute como la generacioacuten de
residuos que contribuyan con la contaminacioacuten ambiental se propone
el disentildeo de una planta para la obtencioacuten de bioplaacutestico a partir de
feacutecula de papa a fin de obtener un producto que sea 100
biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible
dantildeino al medio ambiente como es el petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 7
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
TITULO OBTENCIOacuteN DE BIOPLAacuteSTICOS A PARTIR DE PAPA
RESUMEN
INTRODUCCIOacuteN
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 11 Formulacioacuten del problema 12 Justificacioacuten Precisar por queacute es conveniente estudiar este problema y para quieacuten o quieacutenes es conveniente este estudio el quieacuten o quieacutenes son generalmente empresas puacuteblicas y privadas o sectores de la poblacioacuten13 Objetivos de la investigacioacuten
131 Objetivo general132 Objetivos especiacuteficos
14 Formulacioacuten de la hipoacutetesis15 Identificacioacuten y clasificacioacuten de las variables
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL21 Antecedentes del problema Estudios anteriores sobre el tema en los uacuteltimos antildeos22 Bases teoacutericas Teoriacuteas o enfoques teoacutericos directamente relacionados conel problema ndash tema23 Definicioacuten de teacuterminos (Deben ser teacuterminos estrictamente necesarios)
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten32 Disentildeo de la Investigacioacuten33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos34 Procesamiento de los datos35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones42 Recursos Necesarios43 Presupuesto Costo del Proyecto44 Cronograma de actividades
CAPITULO V CONCLUSIONES
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 2
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
RESUMEN
En el presente informe se revisaraacute la produccioacuten de bioplaacutesticos a
base de feacutecula de papa en el cual se transforma el almidoacuten de la
papa en aacutecido polilaacutectico que luego de ser sometido a procesos que
lo hagan maacutes resistente se usa para la fabricacioacuten de diversos tipos
de objetos desde celulares hasta automoacuteviles
El aacutecido poli-laacutectico es un poliacutemero biodegradable derivado del aacutecido
laacutectico Es un material altamente versaacutetil que se hace a partir de
recursos renovables al 100 como son la maiacutez la remolacha el trigo
y otros productos ricos en almidoacuten Este aacutecido tiene muchas
caracteriacutesticas equivalentes e incluso mejores que muchos plaacutesticos
derivados del petroacuteleo lo que hace que sea eficaz para una gran
variedad de usos
A la hora de trabajar con este material y desarrollar nuevos productos
se debe tener en cuenta que tiene las caracteriacutesticas de un plaacutestico
normal puede pasar por procesos de moldeo extrusioacuten soplado
ademaacutes de tener la resistencia rigidez y demaacutes cualidades presentes
en los plaacutesticos pero de origen natural Sin embargo su utilizacioacuten es
enfocada a productos de vida uacutetil corta por su baja resistencia a la
accioacuten de los microorganismos en aplicaciones a la intemperie y en
productos de larga vida uacutetil Cabe resaltar tambieacuten que lo que se
aprovecha generalmente son los residuos de estos recursos que se
encuentran faacutecilmente en la naturaleza y que se renuevan Esto hace
que las ventajas sean mayores puesto que no solo se reducen
impactos ambientales sino que se termina con todo el ciclo de vida
tanto de las materias primas como de los productos aprovechando
asiacute hasta los residuos orgaacutenicos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 3
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
INTRODUCCION
En un mundo que se estaacute volviendo muy sensible a la necesidad de
proteger nuestro medio ambiente la habilidad de crear productos de
recursos sostenibles y que sirvan totalmente de abono al teacutermino de
su vida uacutetil es una proposicioacuten emocionante y atractiva
El plaacutestico tradicional estaacute compuesto por un poliacutemero denominado
polietileno sintetizado a partir del petroacuteleo por la industria
petroquiacutemica La carestiacutea de este combustible foacutesil su caraacutecter
contaminante y el hecho de que es una fuente que tarde o temprano
acabaraacute por agotarse ha llevado a algunas partes de la industria a
buscar alternativas El aacutecido polilaacutectico (PLA) sintetizado a partir de
almidoacuten de papa es una de las prometedoras
Se denomina bioplaacutesticos a un tipo de plaacutesticos derivados de
productos vegetales tales como el aceite de soja maiacutez o en nuestro
caso almidoacuten de papa a diferencia de los plaacutesticos convencionales
derivados del petroacuteleo
En estos uacuteltimos antildeos se han desarrollado operaciones a gran escala
para la produccioacuten econoacutemica de poliacutemeros PLA usado para
aplicaciones de empaque y fibras
El objetivo de este informe seraacute revisar la quiacutemica del PLA y discutir el
procesamiento comercial que confirma su posicioacuten como un material
viable para muchas aplicaciones tanto en fibras como en la industria
plaacutestica
Reconociendo que este es un nuevo poliacutemero con sus propias
caracteriacutesticas y requerimientos de proceso los beneficios
ambientales del PLA seraacuten discutidos y comparados con los actuales
poliacutemeros a base de petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 4
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
11 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
Desde el punto de vista econoacutemico
El petroacuteleo es de importancia considerable debido a que se le utiliza
para la obtencioacuten de diversos productos como lubricantes esencias
gasoacuteleo kerosene diesel y estos a su vez sirven para obtener
plaacutesticos fibras surfactantes etc
Como derivado del petroacuteleo se tiene al polietileno el cual es una
materia prima para la industria del plaacutestico en general
El Peruacute importa petroacuteleo de paiacuteses como Ecuador Colombia y el antildeo
pasado decidioacute comprarle a Iraacuten
De lo mencionado anteriormente se puede ver que en el Peruacute existe
una dependencia muy notoria en el consumo de petroacuteleo el valor de
las importaciones de este recurso se ha ido incrementando de tal
manera que las altas o bajas en la produccioacuten extranjera influyen de
manera considerable en el consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta
el procesamiento de derivados de petroacuteleo como el plaacutestico
generando problemas econoacutemicos nacionales
Desde el punto de vista medio-ambiental
Los residuos plaacutesticos se acumulan en grandes cantidades y su
degradacioacuten es lenta
En un estudio reciente publicado en la revista ldquoSciencerdquo se observoacute
que hay partiacuteculas de plaacutestico presentes en los mares de todo el
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 5
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
mundo El reciclado de los plaacutesticos aliviariacutea un poco la situacioacuten
pero soacutelo en parte
Por este motivo el reemplazo de los plaacutesticos no degradables por
biopoliacutemeros totalmente degradables obtenidos a partir de fuentes de
carbono renovables seriacutea una solucioacuten mucho maacutes completa para los
diferentes aspectos de este problema
12 JUSTIFICACIOacuteN
El estudio de este problema es de suma importancia ya que
contribuye en primer lugar al desarrollo de la ciencia y en segundo
lugar a la creacioacuten de procesos sostenibles con los cuales el grado de
contaminacioacuten en la produccioacuten disminuiriacutea considerablemente
Este estudio es conveniente tanto para el sector privado como
puacuteblico
Para el sector privado porque podriacutea generar nuevos productos a
base de materia prima peruana y contribuir al desarrollo sostenible de
procesos
Tambieacuten contribuiriacutea a la optimizacioacuten de procesos que a veces el
estado debido a la carencia de recursos econoacutemicos no puede hacer
Para el sector puacuteblico porque se estaacute desarrollando un proceso en el
cual se utiliza materia prima nacional (papa de tercera categoriacutea) con
lo cual se hace miacutenima nuestra dependencia de petroacuteleo de la
produccioacuten extranjera
El estado estariacutea contribuyendo como agente activo en la generacioacuten
de procesos sostenibles estando a la par de paiacuteses europeos como
Alemania Francia Suiza que evitan todo de tipo de contaminacioacuten
en el procesamiento de recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 6
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
13 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIOacuteN
131 Objetivo general
Desarrollar un proceso para la obtencioacuten de bioplaacutesticos a
partir de papa de tercera categoriacutea
Demostrar que los bioplaacutesticos son biodegradables y no
necesitan de ninguacuten agente para lograr este fin
Analizar el impacto ambiental en la produccioacuten de
bioplaacutesticos
132 Objetivos especiacuteficos
Analizar los equipos utilizados en el disentildeo de los procesos
de produccioacuten
Comparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la
planta de produccioacuten de bioplaacutesticos
Construir y hacer el disentildeo de la planta de produccioacuten
usando software de ingenieriacutea
14 FORMULACIOacuteN DE LA HIPOacuteTESIS
Basado en las investigaciones realizadas acerca de la obtencioacuten de
bioplaacutesticos a partir de fuentes no foacutesiles como el petroacuteleo y la
necesidad de generar procesos que reduzcan tanto nuestra
dependencia econoacutemica de otros paiacuteses asiacute como la generacioacuten de
residuos que contribuyan con la contaminacioacuten ambiental se propone
el disentildeo de una planta para la obtencioacuten de bioplaacutestico a partir de
feacutecula de papa a fin de obtener un producto que sea 100
biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible
dantildeino al medio ambiente como es el petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 7
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
RESUMEN
En el presente informe se revisaraacute la produccioacuten de bioplaacutesticos a
base de feacutecula de papa en el cual se transforma el almidoacuten de la
papa en aacutecido polilaacutectico que luego de ser sometido a procesos que
lo hagan maacutes resistente se usa para la fabricacioacuten de diversos tipos
de objetos desde celulares hasta automoacuteviles
El aacutecido poli-laacutectico es un poliacutemero biodegradable derivado del aacutecido
laacutectico Es un material altamente versaacutetil que se hace a partir de
recursos renovables al 100 como son la maiacutez la remolacha el trigo
y otros productos ricos en almidoacuten Este aacutecido tiene muchas
caracteriacutesticas equivalentes e incluso mejores que muchos plaacutesticos
derivados del petroacuteleo lo que hace que sea eficaz para una gran
variedad de usos
A la hora de trabajar con este material y desarrollar nuevos productos
se debe tener en cuenta que tiene las caracteriacutesticas de un plaacutestico
normal puede pasar por procesos de moldeo extrusioacuten soplado
ademaacutes de tener la resistencia rigidez y demaacutes cualidades presentes
en los plaacutesticos pero de origen natural Sin embargo su utilizacioacuten es
enfocada a productos de vida uacutetil corta por su baja resistencia a la
accioacuten de los microorganismos en aplicaciones a la intemperie y en
productos de larga vida uacutetil Cabe resaltar tambieacuten que lo que se
aprovecha generalmente son los residuos de estos recursos que se
encuentran faacutecilmente en la naturaleza y que se renuevan Esto hace
que las ventajas sean mayores puesto que no solo se reducen
impactos ambientales sino que se termina con todo el ciclo de vida
tanto de las materias primas como de los productos aprovechando
asiacute hasta los residuos orgaacutenicos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 3
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
INTRODUCCION
En un mundo que se estaacute volviendo muy sensible a la necesidad de
proteger nuestro medio ambiente la habilidad de crear productos de
recursos sostenibles y que sirvan totalmente de abono al teacutermino de
su vida uacutetil es una proposicioacuten emocionante y atractiva
El plaacutestico tradicional estaacute compuesto por un poliacutemero denominado
polietileno sintetizado a partir del petroacuteleo por la industria
petroquiacutemica La carestiacutea de este combustible foacutesil su caraacutecter
contaminante y el hecho de que es una fuente que tarde o temprano
acabaraacute por agotarse ha llevado a algunas partes de la industria a
buscar alternativas El aacutecido polilaacutectico (PLA) sintetizado a partir de
almidoacuten de papa es una de las prometedoras
Se denomina bioplaacutesticos a un tipo de plaacutesticos derivados de
productos vegetales tales como el aceite de soja maiacutez o en nuestro
caso almidoacuten de papa a diferencia de los plaacutesticos convencionales
derivados del petroacuteleo
En estos uacuteltimos antildeos se han desarrollado operaciones a gran escala
para la produccioacuten econoacutemica de poliacutemeros PLA usado para
aplicaciones de empaque y fibras
El objetivo de este informe seraacute revisar la quiacutemica del PLA y discutir el
procesamiento comercial que confirma su posicioacuten como un material
viable para muchas aplicaciones tanto en fibras como en la industria
plaacutestica
Reconociendo que este es un nuevo poliacutemero con sus propias
caracteriacutesticas y requerimientos de proceso los beneficios
ambientales del PLA seraacuten discutidos y comparados con los actuales
poliacutemeros a base de petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 4
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
11 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
Desde el punto de vista econoacutemico
El petroacuteleo es de importancia considerable debido a que se le utiliza
para la obtencioacuten de diversos productos como lubricantes esencias
gasoacuteleo kerosene diesel y estos a su vez sirven para obtener
plaacutesticos fibras surfactantes etc
Como derivado del petroacuteleo se tiene al polietileno el cual es una
materia prima para la industria del plaacutestico en general
El Peruacute importa petroacuteleo de paiacuteses como Ecuador Colombia y el antildeo
pasado decidioacute comprarle a Iraacuten
De lo mencionado anteriormente se puede ver que en el Peruacute existe
una dependencia muy notoria en el consumo de petroacuteleo el valor de
las importaciones de este recurso se ha ido incrementando de tal
manera que las altas o bajas en la produccioacuten extranjera influyen de
manera considerable en el consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta
el procesamiento de derivados de petroacuteleo como el plaacutestico
generando problemas econoacutemicos nacionales
Desde el punto de vista medio-ambiental
Los residuos plaacutesticos se acumulan en grandes cantidades y su
degradacioacuten es lenta
En un estudio reciente publicado en la revista ldquoSciencerdquo se observoacute
que hay partiacuteculas de plaacutestico presentes en los mares de todo el
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 5
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
mundo El reciclado de los plaacutesticos aliviariacutea un poco la situacioacuten
pero soacutelo en parte
Por este motivo el reemplazo de los plaacutesticos no degradables por
biopoliacutemeros totalmente degradables obtenidos a partir de fuentes de
carbono renovables seriacutea una solucioacuten mucho maacutes completa para los
diferentes aspectos de este problema
12 JUSTIFICACIOacuteN
El estudio de este problema es de suma importancia ya que
contribuye en primer lugar al desarrollo de la ciencia y en segundo
lugar a la creacioacuten de procesos sostenibles con los cuales el grado de
contaminacioacuten en la produccioacuten disminuiriacutea considerablemente
Este estudio es conveniente tanto para el sector privado como
puacuteblico
Para el sector privado porque podriacutea generar nuevos productos a
base de materia prima peruana y contribuir al desarrollo sostenible de
procesos
Tambieacuten contribuiriacutea a la optimizacioacuten de procesos que a veces el
estado debido a la carencia de recursos econoacutemicos no puede hacer
Para el sector puacuteblico porque se estaacute desarrollando un proceso en el
cual se utiliza materia prima nacional (papa de tercera categoriacutea) con
lo cual se hace miacutenima nuestra dependencia de petroacuteleo de la
produccioacuten extranjera
El estado estariacutea contribuyendo como agente activo en la generacioacuten
de procesos sostenibles estando a la par de paiacuteses europeos como
Alemania Francia Suiza que evitan todo de tipo de contaminacioacuten
en el procesamiento de recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 6
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
13 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIOacuteN
131 Objetivo general
Desarrollar un proceso para la obtencioacuten de bioplaacutesticos a
partir de papa de tercera categoriacutea
Demostrar que los bioplaacutesticos son biodegradables y no
necesitan de ninguacuten agente para lograr este fin
Analizar el impacto ambiental en la produccioacuten de
bioplaacutesticos
132 Objetivos especiacuteficos
Analizar los equipos utilizados en el disentildeo de los procesos
de produccioacuten
Comparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la
planta de produccioacuten de bioplaacutesticos
Construir y hacer el disentildeo de la planta de produccioacuten
usando software de ingenieriacutea
14 FORMULACIOacuteN DE LA HIPOacuteTESIS
Basado en las investigaciones realizadas acerca de la obtencioacuten de
bioplaacutesticos a partir de fuentes no foacutesiles como el petroacuteleo y la
necesidad de generar procesos que reduzcan tanto nuestra
dependencia econoacutemica de otros paiacuteses asiacute como la generacioacuten de
residuos que contribuyan con la contaminacioacuten ambiental se propone
el disentildeo de una planta para la obtencioacuten de bioplaacutestico a partir de
feacutecula de papa a fin de obtener un producto que sea 100
biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible
dantildeino al medio ambiente como es el petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 7
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
INTRODUCCION
En un mundo que se estaacute volviendo muy sensible a la necesidad de
proteger nuestro medio ambiente la habilidad de crear productos de
recursos sostenibles y que sirvan totalmente de abono al teacutermino de
su vida uacutetil es una proposicioacuten emocionante y atractiva
El plaacutestico tradicional estaacute compuesto por un poliacutemero denominado
polietileno sintetizado a partir del petroacuteleo por la industria
petroquiacutemica La carestiacutea de este combustible foacutesil su caraacutecter
contaminante y el hecho de que es una fuente que tarde o temprano
acabaraacute por agotarse ha llevado a algunas partes de la industria a
buscar alternativas El aacutecido polilaacutectico (PLA) sintetizado a partir de
almidoacuten de papa es una de las prometedoras
Se denomina bioplaacutesticos a un tipo de plaacutesticos derivados de
productos vegetales tales como el aceite de soja maiacutez o en nuestro
caso almidoacuten de papa a diferencia de los plaacutesticos convencionales
derivados del petroacuteleo
En estos uacuteltimos antildeos se han desarrollado operaciones a gran escala
para la produccioacuten econoacutemica de poliacutemeros PLA usado para
aplicaciones de empaque y fibras
El objetivo de este informe seraacute revisar la quiacutemica del PLA y discutir el
procesamiento comercial que confirma su posicioacuten como un material
viable para muchas aplicaciones tanto en fibras como en la industria
plaacutestica
Reconociendo que este es un nuevo poliacutemero con sus propias
caracteriacutesticas y requerimientos de proceso los beneficios
ambientales del PLA seraacuten discutidos y comparados con los actuales
poliacutemeros a base de petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 4
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
11 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
Desde el punto de vista econoacutemico
El petroacuteleo es de importancia considerable debido a que se le utiliza
para la obtencioacuten de diversos productos como lubricantes esencias
gasoacuteleo kerosene diesel y estos a su vez sirven para obtener
plaacutesticos fibras surfactantes etc
Como derivado del petroacuteleo se tiene al polietileno el cual es una
materia prima para la industria del plaacutestico en general
El Peruacute importa petroacuteleo de paiacuteses como Ecuador Colombia y el antildeo
pasado decidioacute comprarle a Iraacuten
De lo mencionado anteriormente se puede ver que en el Peruacute existe
una dependencia muy notoria en el consumo de petroacuteleo el valor de
las importaciones de este recurso se ha ido incrementando de tal
manera que las altas o bajas en la produccioacuten extranjera influyen de
manera considerable en el consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta
el procesamiento de derivados de petroacuteleo como el plaacutestico
generando problemas econoacutemicos nacionales
Desde el punto de vista medio-ambiental
Los residuos plaacutesticos se acumulan en grandes cantidades y su
degradacioacuten es lenta
En un estudio reciente publicado en la revista ldquoSciencerdquo se observoacute
que hay partiacuteculas de plaacutestico presentes en los mares de todo el
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 5
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
mundo El reciclado de los plaacutesticos aliviariacutea un poco la situacioacuten
pero soacutelo en parte
Por este motivo el reemplazo de los plaacutesticos no degradables por
biopoliacutemeros totalmente degradables obtenidos a partir de fuentes de
carbono renovables seriacutea una solucioacuten mucho maacutes completa para los
diferentes aspectos de este problema
12 JUSTIFICACIOacuteN
El estudio de este problema es de suma importancia ya que
contribuye en primer lugar al desarrollo de la ciencia y en segundo
lugar a la creacioacuten de procesos sostenibles con los cuales el grado de
contaminacioacuten en la produccioacuten disminuiriacutea considerablemente
Este estudio es conveniente tanto para el sector privado como
puacuteblico
Para el sector privado porque podriacutea generar nuevos productos a
base de materia prima peruana y contribuir al desarrollo sostenible de
procesos
Tambieacuten contribuiriacutea a la optimizacioacuten de procesos que a veces el
estado debido a la carencia de recursos econoacutemicos no puede hacer
Para el sector puacuteblico porque se estaacute desarrollando un proceso en el
cual se utiliza materia prima nacional (papa de tercera categoriacutea) con
lo cual se hace miacutenima nuestra dependencia de petroacuteleo de la
produccioacuten extranjera
El estado estariacutea contribuyendo como agente activo en la generacioacuten
de procesos sostenibles estando a la par de paiacuteses europeos como
Alemania Francia Suiza que evitan todo de tipo de contaminacioacuten
en el procesamiento de recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 6
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
13 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIOacuteN
131 Objetivo general
Desarrollar un proceso para la obtencioacuten de bioplaacutesticos a
partir de papa de tercera categoriacutea
Demostrar que los bioplaacutesticos son biodegradables y no
necesitan de ninguacuten agente para lograr este fin
Analizar el impacto ambiental en la produccioacuten de
bioplaacutesticos
132 Objetivos especiacuteficos
Analizar los equipos utilizados en el disentildeo de los procesos
de produccioacuten
Comparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la
planta de produccioacuten de bioplaacutesticos
Construir y hacer el disentildeo de la planta de produccioacuten
usando software de ingenieriacutea
14 FORMULACIOacuteN DE LA HIPOacuteTESIS
Basado en las investigaciones realizadas acerca de la obtencioacuten de
bioplaacutesticos a partir de fuentes no foacutesiles como el petroacuteleo y la
necesidad de generar procesos que reduzcan tanto nuestra
dependencia econoacutemica de otros paiacuteses asiacute como la generacioacuten de
residuos que contribuyan con la contaminacioacuten ambiental se propone
el disentildeo de una planta para la obtencioacuten de bioplaacutestico a partir de
feacutecula de papa a fin de obtener un producto que sea 100
biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible
dantildeino al medio ambiente como es el petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 7
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
11 FORMULACIOacuteN DEL PROBLEMA
Desde el punto de vista econoacutemico
El petroacuteleo es de importancia considerable debido a que se le utiliza
para la obtencioacuten de diversos productos como lubricantes esencias
gasoacuteleo kerosene diesel y estos a su vez sirven para obtener
plaacutesticos fibras surfactantes etc
Como derivado del petroacuteleo se tiene al polietileno el cual es una
materia prima para la industria del plaacutestico en general
El Peruacute importa petroacuteleo de paiacuteses como Ecuador Colombia y el antildeo
pasado decidioacute comprarle a Iraacuten
De lo mencionado anteriormente se puede ver que en el Peruacute existe
una dependencia muy notoria en el consumo de petroacuteleo el valor de
las importaciones de este recurso se ha ido incrementando de tal
manera que las altas o bajas en la produccioacuten extranjera influyen de
manera considerable en el consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta
el procesamiento de derivados de petroacuteleo como el plaacutestico
generando problemas econoacutemicos nacionales
Desde el punto de vista medio-ambiental
Los residuos plaacutesticos se acumulan en grandes cantidades y su
degradacioacuten es lenta
En un estudio reciente publicado en la revista ldquoSciencerdquo se observoacute
que hay partiacuteculas de plaacutestico presentes en los mares de todo el
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 5
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
mundo El reciclado de los plaacutesticos aliviariacutea un poco la situacioacuten
pero soacutelo en parte
Por este motivo el reemplazo de los plaacutesticos no degradables por
biopoliacutemeros totalmente degradables obtenidos a partir de fuentes de
carbono renovables seriacutea una solucioacuten mucho maacutes completa para los
diferentes aspectos de este problema
12 JUSTIFICACIOacuteN
El estudio de este problema es de suma importancia ya que
contribuye en primer lugar al desarrollo de la ciencia y en segundo
lugar a la creacioacuten de procesos sostenibles con los cuales el grado de
contaminacioacuten en la produccioacuten disminuiriacutea considerablemente
Este estudio es conveniente tanto para el sector privado como
puacuteblico
Para el sector privado porque podriacutea generar nuevos productos a
base de materia prima peruana y contribuir al desarrollo sostenible de
procesos
Tambieacuten contribuiriacutea a la optimizacioacuten de procesos que a veces el
estado debido a la carencia de recursos econoacutemicos no puede hacer
Para el sector puacuteblico porque se estaacute desarrollando un proceso en el
cual se utiliza materia prima nacional (papa de tercera categoriacutea) con
lo cual se hace miacutenima nuestra dependencia de petroacuteleo de la
produccioacuten extranjera
El estado estariacutea contribuyendo como agente activo en la generacioacuten
de procesos sostenibles estando a la par de paiacuteses europeos como
Alemania Francia Suiza que evitan todo de tipo de contaminacioacuten
en el procesamiento de recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 6
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
13 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIOacuteN
131 Objetivo general
Desarrollar un proceso para la obtencioacuten de bioplaacutesticos a
partir de papa de tercera categoriacutea
Demostrar que los bioplaacutesticos son biodegradables y no
necesitan de ninguacuten agente para lograr este fin
Analizar el impacto ambiental en la produccioacuten de
bioplaacutesticos
132 Objetivos especiacuteficos
Analizar los equipos utilizados en el disentildeo de los procesos
de produccioacuten
Comparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la
planta de produccioacuten de bioplaacutesticos
Construir y hacer el disentildeo de la planta de produccioacuten
usando software de ingenieriacutea
14 FORMULACIOacuteN DE LA HIPOacuteTESIS
Basado en las investigaciones realizadas acerca de la obtencioacuten de
bioplaacutesticos a partir de fuentes no foacutesiles como el petroacuteleo y la
necesidad de generar procesos que reduzcan tanto nuestra
dependencia econoacutemica de otros paiacuteses asiacute como la generacioacuten de
residuos que contribuyan con la contaminacioacuten ambiental se propone
el disentildeo de una planta para la obtencioacuten de bioplaacutestico a partir de
feacutecula de papa a fin de obtener un producto que sea 100
biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible
dantildeino al medio ambiente como es el petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 7
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
mundo El reciclado de los plaacutesticos aliviariacutea un poco la situacioacuten
pero soacutelo en parte
Por este motivo el reemplazo de los plaacutesticos no degradables por
biopoliacutemeros totalmente degradables obtenidos a partir de fuentes de
carbono renovables seriacutea una solucioacuten mucho maacutes completa para los
diferentes aspectos de este problema
12 JUSTIFICACIOacuteN
El estudio de este problema es de suma importancia ya que
contribuye en primer lugar al desarrollo de la ciencia y en segundo
lugar a la creacioacuten de procesos sostenibles con los cuales el grado de
contaminacioacuten en la produccioacuten disminuiriacutea considerablemente
Este estudio es conveniente tanto para el sector privado como
puacuteblico
Para el sector privado porque podriacutea generar nuevos productos a
base de materia prima peruana y contribuir al desarrollo sostenible de
procesos
Tambieacuten contribuiriacutea a la optimizacioacuten de procesos que a veces el
estado debido a la carencia de recursos econoacutemicos no puede hacer
Para el sector puacuteblico porque se estaacute desarrollando un proceso en el
cual se utiliza materia prima nacional (papa de tercera categoriacutea) con
lo cual se hace miacutenima nuestra dependencia de petroacuteleo de la
produccioacuten extranjera
El estado estariacutea contribuyendo como agente activo en la generacioacuten
de procesos sostenibles estando a la par de paiacuteses europeos como
Alemania Francia Suiza que evitan todo de tipo de contaminacioacuten
en el procesamiento de recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 6
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
13 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIOacuteN
131 Objetivo general
Desarrollar un proceso para la obtencioacuten de bioplaacutesticos a
partir de papa de tercera categoriacutea
Demostrar que los bioplaacutesticos son biodegradables y no
necesitan de ninguacuten agente para lograr este fin
Analizar el impacto ambiental en la produccioacuten de
bioplaacutesticos
132 Objetivos especiacuteficos
Analizar los equipos utilizados en el disentildeo de los procesos
de produccioacuten
Comparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la
planta de produccioacuten de bioplaacutesticos
Construir y hacer el disentildeo de la planta de produccioacuten
usando software de ingenieriacutea
14 FORMULACIOacuteN DE LA HIPOacuteTESIS
Basado en las investigaciones realizadas acerca de la obtencioacuten de
bioplaacutesticos a partir de fuentes no foacutesiles como el petroacuteleo y la
necesidad de generar procesos que reduzcan tanto nuestra
dependencia econoacutemica de otros paiacuteses asiacute como la generacioacuten de
residuos que contribuyan con la contaminacioacuten ambiental se propone
el disentildeo de una planta para la obtencioacuten de bioplaacutestico a partir de
feacutecula de papa a fin de obtener un producto que sea 100
biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible
dantildeino al medio ambiente como es el petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 7
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
13 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIOacuteN
131 Objetivo general
Desarrollar un proceso para la obtencioacuten de bioplaacutesticos a
partir de papa de tercera categoriacutea
Demostrar que los bioplaacutesticos son biodegradables y no
necesitan de ninguacuten agente para lograr este fin
Analizar el impacto ambiental en la produccioacuten de
bioplaacutesticos
132 Objetivos especiacuteficos
Analizar los equipos utilizados en el disentildeo de los procesos
de produccioacuten
Comparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la
planta de produccioacuten de bioplaacutesticos
Construir y hacer el disentildeo de la planta de produccioacuten
usando software de ingenieriacutea
14 FORMULACIOacuteN DE LA HIPOacuteTESIS
Basado en las investigaciones realizadas acerca de la obtencioacuten de
bioplaacutesticos a partir de fuentes no foacutesiles como el petroacuteleo y la
necesidad de generar procesos que reduzcan tanto nuestra
dependencia econoacutemica de otros paiacuteses asiacute como la generacioacuten de
residuos que contribuyan con la contaminacioacuten ambiental se propone
el disentildeo de una planta para la obtencioacuten de bioplaacutestico a partir de
feacutecula de papa a fin de obtener un producto que sea 100
biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible
dantildeino al medio ambiente como es el petroacuteleo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 7
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
15 IDENTIFICACIOacuteN Y CLASIFICACIOacuteN DE LAS VARIABLES
Nuestras variables seraacuten
Costo de produccioacuten
Grado de contaminacioacuten ambiental
Generacioacuten de residuos
CAPIacuteTULO II MARCO TEOacuteRICO Y CONCEPTUAL
21 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA
Los estudios acerca de la produccioacuten de bioplaacutesticos a partir de papa
son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las
compantildeiacuteas en exponer al puacuteblico su modo de produccioacuten
Sin embargo a continuacioacuten expongo algunos estudios del tema
ESTUDIO DEL GRUPO SPHERE
El grupo Sphere (firma pionera en estos asuntos y en la fabricacioacuten
de derivados del plaacutestico) con motivo del III Seminario Internacional
sobre Plaacutesticos Biodegradables presentoacute una alternativa en la
elaboracioacuten de bolsas de bioplaacutestico que utiliza almidoacuten de papa
(patata) como materia prima fundamental
Estas bolsas de bioplaacutestico de papa se comienzan a degradar a los
180 diacuteas y se pueden utilizar en la fabricacioacuten de compost todo esto
sin perder cualidades en comparacioacuten con el plaacutestico corriente
Tambieacuten se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 8
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
diez bolsas bioplaacutesticas con las mismas caracteriacutesticas que las bolsas
de plaacutestico Las materias principales que conforman este nuevo
bioplaacutestico son ademaacutes de feacutecula de papa el azuacutecar yo copoliester
Estos productos no son soacutelo biodegradables sino tambieacuten
compostables lo cual significa que se descomponen bioloacutegicamente
por la accioacuten de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en
forma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres
vivos es decir que reingresan al ciclo de la materia
Los bioplaacutesticos son poliacutemeros termoplaacutesticos fabricados a partir de
recursos renovables tal como la patata 100 naturales y
renovables en lugar del petroacuteleo Estos graacutenulos bioplaacutesticos pueden
ser transformados en las maquinas utilizando las resinas
termoplaacutesticas Las resinas BIOPLAST tienen los materiales
biopolimeacutericos que se utilizan de la misma manera que los plaacutesticos
sinteacuteticos tradicionales
No solamente los productos fabricados a partir de BIOPLAST estaacuten
perfectamente adaptados a numerosos usos industriales a su vez
garantizan igualmente un trato faacutecil y ecoloacutegico despueacutes de su uso
bull Bioplast un material biodegradable
bull Bioplast un material renovable
bull Bioplast un material compostable
bull Bioplast un material reciclable e incinerable
bull Bioplast no tiene CO2 adicional
Plaacutesticos a partir de poliacutemeros naturales de plantas
El almidoacuten es un poliacutemero natural Se trata de un tipo de hidrato de
carbono constituido por moleacuteculas grandes que la planta sintetiza
durante la fotosiacutentesis y le sirve como reserva de energiacutea Cereales
como el maiacutez y tubeacuterculos como la papa contienen gran cantidad de
almidoacuten
El almidoacuten puede ser procesado y convertido en plaacutestico pero como
es soluble en agua se ablanda y deforma cuando entra en contacto
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 9
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
con la humedad limitando su uso para algunas aplicaciones Esto
puede ser solucionado modificando quiacutemicamente el almidoacuten que se
extrae del maiacutez trigo o papa
En presencia de microorganismos el almidoacuten es transformado en una
moleacutecula maacutes pequentildea (un monoacutemero) el aacutecido laacutectico Luego el
aacutecido laacutectico es tratado quiacutemicamente de manera de formar cadenas
o poliacutemeros los que se unen entre siacute para formar un poliacutemero llamado
PLA (aacutecido polilaacutectico)
El PLA puede ser usado para fabricar macetas que se plantan
directamente en la tierra y se degradan con el tiempo y pantildeales
descartables Se encuentra disponible en el mercado desde 1990 y
algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina
en particular en implantes suturas y caacutepsulas de remedios debido a
la capacidad del PLA de disolverse al cabo de un tiempo
ESTUDIO DEL CUARTO CONGRESO INTERNACIONAL DEL
PLASTICO
BIODEGRADACION DE
POLIMEROS
Es un proceso a traveacutes del
cual se obtiene la
desintegracioacuten del poliacutemero
en pequentildeos fragmentos
debido a la ruptura de enlaces
en su cadena
macromolecular tal que
puedan ser asimilados como
biomasa por microorganismos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 10
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
(bacterias hongos levaduras gusanos o insectos) presentes en el
medio ambiente
USO DE PLAacuteSTICOS BIODEGRADABLES
1048708 Son poliacutemeros cuya estructura quiacutemica permite procesos
biodegradativos usualmente obtenidos a partir de derivados
naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquiacutemicos
quiacutemicos o gas natural
1048708 De acuerdo a la norma europea EN13432 los poliacutemeros que poseen
biodegrabilidad bajo condiciones especiacuteficas son bioplaacutesticos
1048708 Un Biopoliacutemero es un poliacutemero presente en organismos vivos o
sintetizados por eacutestos o un poliacutemero sintetizado a partir de recursos
naturales renovables
bull La siacutentesis a partir de recursos naturales renovables NO garantiza
biodegradabilidad
Ejemplos
1048708 Desarrollo de Braskem (Brasil) para producir Polietileno ldquoVerderdquo de
Alta Densidad a partir de etanol extraiacutedo de la cantildea de azuacutecar
1048708 Poliamida 11 de Arkema
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 11
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
1048708 Un bioplaacutestico puede ser un poliacutemero sinteacutetico o natural
bull Sinteacuteticos Policaprolactona (PCL) Polidioxanona (PPDX)
bull Naturales Almidoacuten feacutecula celulosa Poli(Hidroxi Butirato) (PHB)
Polilactida (PLA)
Obstaacuteculos a Superar
1048708 La aceptacioacuten de poliacutemeros biodegradables probablemente
depende de cuatro incoacutegnitas
bull La respuesta de los consumidores a los costos que hoy diacutea son de 2
a 4 veces maacutes altos que para los poliacutemeros convencionales
bull Garantizar la biodegradabilidad total
bull Incremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de
bioplaacutesticos particularmente en la industria del empaque y
embalaje
1048708 Ya existen paiacuteses que han implementado este tipo de leyes
bull El desarrollo de una infraestructura para recoger aceptar y
procesar poliacutemeros biodegradables como una opcioacuten disponible para
la eliminacioacuten de residuos
1048708 Sobre el uacuteltimo punto existe preocupacioacuten sobre las limitaciones
que impone la presencia de bioplaacutesticos en los residuos urbanos
cuando se consideraran acciones de reciclaje de desechos plaacutesticos
bull Al no separar los bioplaacutesticos de los plaacutesticos convencionales si
ambos son reprocesados como una mezcla se estima que surjan
mayores problemas en las propiedades del producto final debido al
grado de biodegradacioacuten alcanzado por el bioplaacutestico
Por otro lado grandes compantildeiacuteas estaacuten dando los primeros pasos en
la industrializacioacuten de PLA y produccioacuten de elementos de uso
cotidiano
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 12
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CASO TOYOTA
La corporacioacuten de automoacuteviles Toyota estaacute planeando construir una
planta piloto para producir aacutecido polilaacutectico un bioplaacutestico hecho a
partir de recursos renovables tales como la cantildea de azuacutecar Se preveacute
que la nueva planta piloto que seraacute construida en una instalacioacuten ya
terminada en Japoacuten produzca 1000 toneladas de bioplaacutestico por antildeo
Por mucho tiempo TOYOTA se involucroacute activamente en varios
campos de investigacioacuten y desarrollo encaminados a la promocioacuten de
la llamada regeneracioacuten global y la creacioacuten de la sociedad del
reciclaje Sus esfuerzos han incluido el inicio de varias praacutecticas para
la reduccioacuten del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un
vehiacuteculo desde su desarrollo y fabricacioacuten hasta su uso y desuso
Como parte de este esfuerzo Toyota ha promovido la investigacioacuten y
desarrollo de la tecnologiacutea de manufactura de bioplaacutesticos y ha
comenzado ya a usar los
eco plaacutesticos - bioplaacutesticos de uso en vehiacuteculos con mejor
desempentildeo durabilidad resistencia el calor Esto mediante el
redisentildeo total del vehiacuteculo de pasajeros Raum que se lanzoacute en mayo
Luego de confirmar la viabilidad de la tecnologiacutea de manufactura de
bioplaacutesticos ahora Toyota planea investigar la factibilidad y
rentabilidad de uso de estos bioplaacutesticos en la produccioacuten en masa a
traveacutes de la puesta en marcha de esta planta piloto Usando la cantildea
de azuacutecar como materia prima Toyota busca dominar todo el proceso
desde la fermentacioacuten y purificacioacuten del aacutecido laacutectico hasta la
polimerizacioacuten del aacutecido polilaacutectico
Puesto que la materia prima de los bioplaacutesticos absorbe el dioacutexido de
carbono del aire durante su crecimiento los bioplaacutesticos significariacutean
una contribucioacuten para prevenir el calentamiento global a diferencia de
los plaacutesticos hechos a base de petroacuteleo Es maacutes los bioplaacutesticos
pueden adquirir cualidades biodegradables que permitiriacutean su
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 13
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
fragmentacioacuten con agua dioacutexido de carbono y el uso de
microorganismos del suelo lo que ayudariacutea a resolver el problema del
manejo de desechos De esta forma lo bioplaacutesticos se convierten en
una importante contribucioacuten para la disminucioacuten del impacto
ambiental
Toyota estaacute comprometido con el medio ambiente lo demuestra con
sus planes de crear un coche a base de un bioplaacutestico desarrollado
con algas marinas
Este bioplaacutestico produciriacutea 60 menos dioacutexido de carbono y
ahorrariacutea un 30 de energiacutea Seguacuten estiman tendriacutean su primer
modelo dentro de 15 antildeos
CASO SAMSUNG
Samsung ha anunciado la llegada del E200 un
celular de la nueva liacutenea llama ECO district en
la cual se usa material bioplaacutestico
De acuerdo al anaacutelisis de la liacutenea usando 1
tonelada de bioplaacutestico en vez de el plaacutestico
tradicional se reducen 216 TON de CO2
emitidos durante su proceso de produccioacuten
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 14
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
El bioplaacutestico ademaacutes se degrada a un velocidad mayor y puede ser
reciclado sin causar problemas
CASO HEWLETT PACKARD
Hewlett-Packard ha mostrado un
ordenador hecho de bioplaacutestico a base de
maiacutez La computadora fue parte de un
gran trabajo cuya caracteriacutestica era
ahorrar energiacutea y reducir el impacto
ambiental
El tiempo de vida de este ordenador es de 5 antildeos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 15
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
22 Bases teoacutericas
PRODUCCION DE BIOPLASTICOS A BASE DE PAPA
1 EXTRACCION DE LA FECULA DE PAPA
Entre todos los vegetales la feacutecula de
papa ofrece numerosas ventajas
para la fabricacioacuten de bioplaacutesticos
Su rendimiento por hectaacuterea en
feacutecula
Sus propiedades olfativas neutras
Una nueva generacioacuten de bioplaacutesticos sin plastificante
La feacutecula de papa contiene la amilasa azuacutecar base del mundo
vegetal
La amilasa estaacute presente en maacutes de 50 plantas como la papa el maiacutez
el trigo el arroz
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 16
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Los recursos vegetales y renovables permiten fabricar praacutecticamente
todos los productos procedentes del petroacuteleo Tienen el mismo
origen el carbono Pero el vegetal tiene una vida mejor es renovable
y neutro frente al efecto invernadero Ademaacutes los productos
provenientes de recursos vegetales y renovables no son toacutexicos no
contaminan
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 17
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
2 PROCESO PARA LA PRODUCCIOacuteN DE ACIDO POLILACTICO
A BASE DE FEacuteCULA DE PAPA
El poliacutemero de PLA se forma por
a Condensacioacuten directa de aacutecido laacutectico
b Viacutea ciacuteclica con un intermediario diacutemero
a Poli condensacioacuten de aacutecido laacutectico
Este proceso envuelve la
remocioacuten de agua por
condensacioacuten y el uso de un
solvente en alto vaciacuteo y
temperatura (este acercamiento
fue usado por Carothers quien
descubrioacute el PLA en el antildeo 1932)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 18
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Con esta ruta soacutelo poliacutemeros de bajo peso molecular pueden ser
producidos debido principalmente a las dificultades en la remocioacuten
de agua e impurezas
Otras desventajas de esta ruta es que utiliza un reactor de gran
tamantildeo necesita de evaporacioacuten y recuperacioacuten del solvente
b Polimerizacioacuten por anillo abierto
Este meacutetodo es mucho mejor para producir un poliacutemero de alto
peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a
las necesidades debido a la fermentacioacuten del almidoacuten que ha
reducido significativamente los costos en la produccioacuten de aacutecido
laacutectico
La fermentacioacuten del azuacutecar produce aacutecido laacutectico quiral las
moleacuteculas quiral existen como estereoisoacutemeros el aacutecido laacutectico
puede existir como L o D estereoisoacutemero
El aacutecido laacutectico sintetizado quiacutemicamente da una mixtura (50D y
50 L) sin embargo la fermentacioacuten es muy especiacutefica
permitiendo la produccioacuten de esencialmente un estereoisoacutemero La
fermentacioacuten derivada de aacutecido laacutectico consiste de 995 de el
isoacutemero L y 05 del isoacutemero D
El proceso estaacute basado en remover agua sin solvente para producir
un diacutemero intermediario el cual ya ha sido purificado por
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 19
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
destilacioacuten al vaciacuteo La polimerizacioacuten en anillo del diacutemero es
lograda mediante calor nuevamente sin la necesidad de solvente
Controlando la pureza del diacutemero es posible producir un rango
variado de moleacuteculas pesadas y variando la cantidad y secuencia
de las unidades D en el poliacutemero las propiedades del producto
pueden ser cambiadas Estos cambios impactan en el
comportamiento frente a la capacidad de derretirse propiedades
teacutermicas y ductibilidad
Basado en este meacutetodo se ha desarrollado una patente un
proceso continuo a bajo costo para la produccioacuten de poliacutemeros
aacutecido base
Este proceso empieza con la condensacioacuten continua del aacutecido
laacutectico acuoso para producir un PLA de bajo peso molecular (pre-
poliacutemero)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 20
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Luego el pre-poliacutemero es convertido en una mixture de
estereoisoacutemeros usando cataacutelisis para aumentar la velocidad y
selectividad de la reaccioacuten ciacuteclica intramolecular La mixtura del
laacutectido fundido es luego purificada por destilacioacuten al vaciacuteo
Finalmente el poliacutemero de PLA es producido usando un catalizador de
estantildeo Luego que la polimerizacioacuten se completa cualquier
monoacutemero remanente es removido mediante vacio y recirculado al
inicio del proceso
La feacutecula el azuacutecar yo el copoliester son mezclados y calentados con
el fin de formar una pasta homogeacutenea Se colocan en un tornillo sin
fin hacia un tamiz que forma
unos hilos
Los hilos de bioplaacutestico pasan a
un bantildeo por un bantildeo que los
enfriacutea luego son cortados para
formar los graacutenulos
Los graacutenulos de bioplaacutestico
luego seraacuten
transformados por
la industria del plaacutestico para
fabricar una larga variedad de
productos cotidianos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 21
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
PROPIEDADES DE LA FIBRA DE PLA
La fibra de PLA tiene un nuacutemero de caracteriacutesticas que son similares a
muchos otras fibras termoplaacutesticas La uacutenica propiedad en
comparacioacuten es que es la uacutenica fibra de recursos naturales
anualmente renovables
La propiedades fiacutesicas y estructura han sido han sido estudiadas por
muchos investigadores y estos trabajos confirman que es un poliacutemero
con gran potencial comercial como una fibra textil Sus propiedades
mecaacutenicas son consideradas muy similares al convencional PET y es
probablemente debido a su bajo punto de fundicioacuten las
comparaciones con respecto al propileno son tambieacuten apropiadas
Apariencia- las fibras son generalmente circulares y tienen una
superficie suave
Densidad- la gravedad especiacutefica es 125 gcm3 maacutes baja que las
fibras naturales y el PET
Indice de Refraccioacuten- el iacutendice de refraccioacuten es 135-145 es menor
que el PET
Propiedades Teacutermicas- el PLA es un poliacutemero riacutegido a temperatura
ambiente La temperatura de fundicioacuten (en L o D estereoisoacutemeros) es
entre 160degC y 170 degC
Se tienen 4 tipos de aacutecidos polilaacutecticos disponibles cada uno de ellos
con caracteriacutesticas especiales
- 4041D gran estabilidad hasta los 265ordmF (130ordmC)
- 4031D tambieacuten se utiliza a gran temperatura hasta 130ordmC
- 1100D se utiliza para hacer tazones las cajas de las patatas
fritas empaquetado de congelado vegetal
- 2000D se utiliza en envases transparentes de alimentos para
fabricar tazas envases de leche
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 22
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Dentro de la industria textil son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creacioacuten de telas empleadas en la tapiceriacutea la elaboracioacuten de
trapos y la confeccioacuten de toldos y cubiertas resistentes a la luz UV
El PLA se ha convertido en un material muy importante en la
industria meacutedica donde lleva funcionando maacutes de 25 antildeos Por sus
caracteriacutesticas el PLA se ha convertido en un candidato ideal para
implantes en los huesos o en los tejidos (cirugiacutea ortopeacutedica facial de
pecho abdomen)
Caracteriacutesticas
El PLA es un poliacutemero permanente e inodoro
Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar
bateriacuteas y juguetes) Resistente a la humedad y a la grasa
Tiene caracteriacutesticas de barrera del sabor y del olor similares al
plaacutestico de polietileno tereftalato usado para las bebidas no
alcohoacutelicas y para otros productos no alimenticios
La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es
tambieacuten comparable al polietileno Pero es maacutes hidrofiacutelico que
el polietileno tiene una densidad maacutes baja Es estable a la luz
UV dando como resultado telas que no se decoloran Su
inflamabilidad es demasiado baja
El PLA se puede formular para ser riacutegido o flexible y puede ser
copolimerizado con otros materiales El PLA se puede hacer con
diversas caracteriacutesticas mecaacutenicas dependiendo del proceso de
fabricacioacuten seguido
Caracteriacutesticas biodegradables de la fibra
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 23
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
En la
informacioacuten que se muestra en la tabla se puede apreciar como el
PLA parece una fibra excelente con las credenciales teacutecnicas para
sustituir al polipropileno
iquestES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE
El PLA parece ser un producto increiacuteble es biodegradable y de eacutel se
hacen recursos renovables algunos piensan que el PLA es demasiado
bueno para ser verdad
Una criacutetica importante del poliacutemero ocurre durante su fase de
descomposicioacuten bioloacutegica El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir
sus emisiones por los comiteacutes internacionales Otra criacutetica es que auacuten
se necesita de los combustibles foacutesiles para producir el PLA aunque
estos foacutesiles no se usan en el poliacutemero directamente son necesarios
en el proceso de cosecha de las plantas y la produccioacuten quiacutemica
En respuestas a estas preocupaciones los partidarios del PLA
reconocen que los combustibles foacutesiles se estaacuten utilizando para
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 24
Caracteriacutestica
PLA DEL CDP
PLA de Kuraray
Rayoacuten Lyocell
Poliester
Densidad (gcm3)
125
127 151 152 138
Punto de fusioacuten (degC)
120-170
170 Ninguno
Ninguno
260
Cuenta (dtex)
17 (eg)
17 17 17 17
Tenacidad (cNtex)
50 25-45 20-25 40-45 35-65
Alargamiento ()
35 NA 18-22 14-16 15-40
Recobro de la humedad ()
04 - 06
048 13 12 04
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
producir el plaacutestico pero indican que este proceso requiere de entre
un 20 0 50 menos de recursos foacutesiles que si lo obtenemos
directamente del petroacuteleo
Para la produccioacuten de plaacutesticos convencionales el petroacuteleo es el
recurso primario mientras que el carboacuten y el gas natural se utilizan
en la fabricacioacuten de plaacutesticos biodegradables Se esta investigando
como utilizar energiacutea renovable o aprovechar la energiacutea que se utiliza
para fabricar los plaacutesticos biodegradables (cogeneracioacuten y biomasa)
tambieacuten se buscan otras materias primas para el PLA
Ademaacutes esta tecnologiacutea de obtener aacutecido laacutectico y por lo tanto PLA
a partir de trigo remolacha data de hace poco tiempo mientras que
la obtencioacuten de plaacutesticos a partir del petroacuteleo lleva 100 antildeos con lo
cual la mejora puede ser muy grande Tambieacuten se intenta reducir el
consumo de energiacutea en el proceso de fabricacioacuten de los plaacutesticos
biodegradables en un 50
En respuesta a la discusioacuten de la emisioacuten de los gases invernaderos
los partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dioacutexido de carbono)
enviado a la atmoacutesfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmoacutesfera
El gravamen del ciclo vital es una teacutecnica que podriacutea ayudar a
determinar las ventajas y desventajas del PLA Seguacuten la sociedad de
toxicologiacutea del medio ambiente y la quiacutemica (SETAC) el gravamen del
ciclo vital es ldquoun proceso objetivo para evaluar las cargas
ambientales asociadas a un producto proceso o actividad que
identifica y cuantifica los materiales usados y la basura lanzada al
ambiente y para poder evaluar posibles mejoras ambientalesrdquo
El gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas
1) Anaacutelisis de inventario se anotan todos los datos de aspectos
ambientales de los recursos que se consumen ver las
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 25
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
emisiones al aire agua tierra durante el proceso de
fabricacioacuten de uso y de disposicioacuten y se analiza este gravamen
de inventario
2) Gravamen del impacto se miran todos estos intercambios
entre el producto y el ambiente y se comprueba su contribucioacuten
a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento
global niebla de humo agotamiento del combustible foacutesil)
3) Interpretacioacuten de resultados y recomendaciones
BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPLAacuteSTICOS
PRODUCTOS A BASE DE PLA
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 26
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 27
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
EL MERCADO DE LOS BIOPLAacuteSTICOS
En las previsiones que se hacen a nivel mundial para 2010 se espera
que el crecimiento de la capacidad global instalada para la
produccioacuten de materiales biodegradables sea de 75 con respecto al
presente Aunque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan
ni el 1 de la demanda total de resinas plaacutesticas en el mundo el
crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto
Existe una combinacioacuten de factores que estaacute impulsando el
crecimiento y aceptacioacuten de las resinas biodegradables estos son
El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del
petroacuteleo
La concienciacioacuten de los consumidores sobre la necesidad de
proteger el medio ambiente adquiriendo productos ldquomaacutes
ecoloacutegicosrdquo
La madurez tecnoloacutegica ya alcanzada en la generacioacuten baacutesica
de productos con estas resinas
Las leyes gubernamentales que se estaacuten gestando en varios
paiacuteses especialmente de Europa fomentando el uso de estos
productos biodegradables
La exclusioacuten de sistemas de gestioacuten de residuos tales como los
vertederos y la mala imagen de la valorizacioacuten energeacutetica como
solucioacuten final
Las salidas principales de los bioplaacutesticos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 28
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Embalajes alimentarios o no todo tipo de bolsas films ligeros
vasitos bandejas
Embalajes industriales films y partiacuteculas de calados
Productos para agricultura films de pajas y cintas
Productos de higiene y varios bastoncillos platos desechables
pantildeales
Algunos poliacutemeros de origen vegetal se utilizan tambieacuten en la
industria automoacutevil (para piezas teacutecnicas)
Las caracteriacutesticas de este mercado
Un mercado en fuerte crecimiento en comparacioacuten con el del plaacutestico
tradicional (evolucioacuten de la tasa de introduccioacuten 003 en 2002
032 en 2005)
Un decalage de 2 antildeos existe entre las capacidades de produccioacuten y
de consumo
Los procesos de transformacioacuten no necesitan cambios tecnoloacutegicos
sino maacutes bien arreglos teacutecnicos
Teacutecnicamente los bioplaacutesticos pueden y reemplazar ya a los plaacutesticos
de origen petroquiacutemico para las aplicaciones ldquofilmsrdquo siguientes
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 29
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Bolsas para consumo 130000 toneladas
Bolsas basura 125000 toneladas
Bolsas gran contenido 20000 toneladas
Pequentildea y mediana bolsita 70000 toneladas
Film de envolver 15000 toneladas
Film agriacutecola 8000 toneladas
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 30
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
23 Definicioacuten de teacuterminos
Plaacutestico ndash Materia capaz de deformarse bajo la accioacuten de una fuerza
exterior y de volver a su estado anterior
Biopoliacutemeros ndash Poliacutemetros presentes en organismos vivos o
sintetizados por estos
Incluyen poliacutemetros derivados de recursos renovables que se pueden
polimerizar para fabricar bioplaacutesticos
Bioplaacutesticos ndash Plaacutesticos fabricados a partir de biopoliacutemeros Son
biodegradables conforme a la norma NF EN 13432
La norma NF EN 13432 ndash Describe las exigencias esenciales
relativas a envoltorios biodegradables y de compostaje Permite
determinar la biodegradacioacuten y la desintegracioacuten del envoltorio en un
tiempo marcado y asiacute controlar la concentracioacuten de metales pesados
y la ausencia de eco-toxicidad
El umbral de biodegradabilidad impuesto de 90 debe alcanzarse en
un plazo maacuteximo de 6 meses
Biodegradacioacuten ndash Es la digestioacuten por micro-organismos despueacutes de
la descomposicioacuten y bajo los efectos de la humedad del oxigeno y de
la temperatura
El resultado es la formacioacuten de agua de carbono y de biomasa
Compostabilidad ndash Anaacutelisis de la cantidad de abono despueacutes de la
biodegradacioacuten (degradacioacuten quiacutemica) y de la desintegracioacuten
(degradacioacuten fiacutesica)
Para que un envase plaacutestico obtenga la etiqueta de ldquocompostablerdquo
debe cumplir los siguientes requisitos
Biodegradabilidad 90 antes de seis meses
Desintegrabilidad la fragmentacioacuten y la peacuterdida de visibilidad
del residuo en el compost final (ausencia de contaminacioacuten
visual) Esto se mide con el ensayo de compostaje (EN 14045)
en el que el material tienen que estar desintegrado antes de 3
meses con un tamantildeo inferior a 2 miliacutemetros y que alcance al
90 de la masa inicial
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 31
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Ausencia de efectos negativos en el propio proceso de
compostaje
Bajos niveles de metales pesados (por debajo de los valores
maacuteximos predefinidos) y la ausencia de efectos negativos
sobre la calidad del compost (por ejemplo la reduccioacuten de valor
agronoacutemico y la presencia de efectos ecotoacutexicos en el
crecimiento de las plantas) Para ello tiene que realizarse un
test de crecimiento de las plantas (test OCDE 208 modificado)
llevaacutendose a cabo sobre las muestras del compost obtenido en
la biodegradacioacuten y un compost normal no teniendo que existir
diferencias de resultados bajo las mismas condiciones
Otros paraacutemetros fiacutesico-quiacutemicos que no deben ser diferentes
de los del control del compost despueacutes de la degradacioacuten pH
salinidad soacutelidos volaacutetiles N P Mg
Compost ndash Materia prima usada como estieacutercol natural para la
produccioacuten agriacutecola
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 32
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPIacuteTULO III METODOLOGIacuteA DE LA INVESTIGACIOacuteN
31 Tipo de investigacioacuten
El tipo de investigacioacuten empleada en este trabajo es el meacutetodo
hipoteacutetico deductivo
Ya que este trabajo se basa en otros estudios del extranjero para
poder producir un material plaacutestico utilizando materia prima peruana
que seraacute totalmente biodegradable y al teacutermino de su vida uacutetil seraacute
compostable lo cual reduce de manera considerada los efectos por
contaminacioacuten ambiental
32 Disentildeo de la Investigacioacuten
En cuanto al disentildeo de investigacioacuten eacuteste es la estrategia general
que se adopta para responder al problema planteado
En atencioacuten al disentildeo la investigacioacuten se clasifica en documental de
campo y Experimental
El disentildeo empleado en este trabajo es el documental el cual consiste
en un proceso basado en la buacutesqueda recuperacioacuten anaacutelisis criacutetica e
interpretacioacuten de datos secundarios es decir los obtenidos y
registrado por otros investigadores en fuetes documentales
impresas audiovisuales o electroacutenicas Como en toda investigacioacuten
el propoacutesito de este disentildeo es el aporte de nuevos conocimientos
En este capiacutetulo se muestra como se llevo la formulacioacuten de este
proyecto de investigacioacuten
Asimismo el marco metodoloacutegico es un cuerpo de conocimientos que
describe y analiza los meacutetodos indicando sus limitaciones y recursos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 33
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
clasificando sus supuestos y consecuencias y considerando sus
puntos fuertes para los avances en la investigacioacuten
A continuacioacuten se presenta un breve resumen de la metodologiacutea
llevada a cabo en la investigacioacuten
11METODOLOGIacuteA
El tema es Obtencioacuten de bioplaacutesticos a base de papa de tercera
categoriacutea
PROBLEMA DE INVESTIGACIOacuteN es la dependencia muy notoria en el
consumo de petroacuteleo el valor de las importaciones de este recurso se
ha ido incrementando de tal manera que las altas o bajas en la
produccioacuten extranjera influyen de manera considerable en el
consumidor del diacutea a diacutea y a su vez afecta el procesamiento de
derivados de petroacuteleo como el plaacutestico generando problemas
econoacutemicos nacionales
METODOLOGIacuteA La metodologiacutea propuesta se desagrega por etapas
una propuesta conforme a una serie de pasos eleccioacuten del tema
planteamiento del problema recopilacioacuten de datos anaacutelisis e
interpretacioacuten de datos comunicacioacuten de resultados formulacioacuten de
recomendaciones e implantacioacuten
Dicho marco permite identificar claramente los factores bajo estudio y
analizar en forma ordenada y sistemaacutetica sus componentes del modo
maacutes racional utilizando las teacutecnicas maacutes adecuadas
JUSTIFICACIOacuteN
Fue llevado a cabo un anaacutelisis de las caracteriacutesticas del problema lo
cual trajo como resultado la aplicacioacuten y seguimiento de una
investigacioacuten documental y de un tipo de estudio explicativo
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 34
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
FUNDAMENTACIOacuteN
Se determino la metodologiacutea a seguir de la investigacioacuten despueacutes de
un anaacutelisis y examinacioacuten de las etapas propuestas por varios autores
expertos en la materia los cuaacuteles se presentan en el marco
metodoloacutegico y de acuerdo a estas propuestas y a las caracteriacutesticas
del estudio
33 Teacutecnica de recoleccioacuten de datos
Fuentes de informacioacuten Primaria y Secundaria
1- Fuentes Primarias Se obtiene informacioacuten por contacto directo
con el sujeto de estudio por medio de observacioacuten
2- Fuentes Secundarias Informacioacuten obtenida desde documentos
estadiacutesticas
34 Procesamiento de los datos
Los diferentes meacutetodos de procesamiento estaacuten relacionados con el
avance tecnoloacutegico Las alternativas presentadas podraacuten ser elegidas
dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversioacuten en
dinero que se requiera para obtenerlas
Los tipos de procesamiento que existen son los siguientes
a Proceso Manual
Este es el proceso maacutes antiguo e involucra el uso de los recursos
humanos tales como realizar caacutelculos mentales registrar datos con
laacutepiz y papel ordenar y clasificar manualmente Esto da como
resultado un proceso lento y expuesto a generar errores a lo largo de
todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento
b Proceso Mecaacutenico
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 35
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Considera el uso de maacutequinas registradoras y calculadoras como el
aacutebaco y las reglas de caacutelculo reemplazando en cierto grado el
proceso de caacutelculo manual Esto trae como loacutegica consecuencia el
aligeramiento del trabajo en relacioacuten al proceso y la reduccioacuten de
errores pero mantiene la desventaja del proceso de almacenamiento
de toda la informacioacuten resultante Ejemplo Obtener la hora
empleando un reloj a cuerda que es un aparato mecaacutenico que
interiormente tiene una serie de engranajes que se encuentran
debidamente coordinados entre siacute y cuyo movimiento hace girar una
aguja en forma radial y proporcional al tiempo
c Procesos Electroacutenicos
En este tipo de proceso se emplean las computadoras Una vez
ingresados los datos el computador efectuacutea los procesos requeridos
automaacuteticamente y emite el resultado deseado Los procesos son
realizados a velocidades increiacuteblemente altas obteniendo informacioacuten
confiable
35 Teacutecnicas de Anaacutelisis de datos
La teacutecnica de anaacutelisis de datos representa la forma de coacutemo seraacute
procesada la informacioacuten recolectada esta se puede procesar de dos
maneras cualitativa o cuantitativa en esta ocasioacuten se utilizaraacute el
anaacutelisis cualitativo el cual es una teacutecnica que indaga para conseguir
informacioacuten de contextos variables o ambientes en profundidad
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 36
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO IV PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION
41 Plan de acciones
No se registroacute
42 Recursos Necesarios
Los recursos necesarios para este trabajo fueron
Monografiacuteas
Revistas de Ingenieriacutea Quiacutemica
Informes Teacutecnicos
Tesis
Fuentes Secundarias (manuales)
Fuentes electroacutenicas (internet)
Datasheets
Diagramas de flujo de compantildeiacuteas productoras de bioplaacutestico a
nivel mundial
Recursos Financieros
43 Presupuesto Costo del Proyecto
MES ACTIVIDAD COSTO (nuevos soles)
ABRIL Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
10
Visita a bibliotecas 14
Compra de libros 10
MAYO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
12
JUNIO Recoleccioacuten de
Informacioacuten viacutea
internet
8
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 37
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO Visita a bibliotecas 13
COSTO TOTAL 67
44 Cronograma de actividades
MES RECOLECCION DE INFORMACION VIA INTERNET
TRADUCCION DE INFORMACION DE INTERNET
VISITA A BIBLIOTECAS Y COMPRA DE LIBROS
HACER UN RESUMEN DE LO TRADUCIDO
HACER EL TRABAJO EN WORD
ABRIL-SEMANA 1
x
ABRIL-SEMANA 2
x
ABRIL-SEMANA 3 ABRIL-SEMANA 4
x
MAYO-SEMANA 1MAYO-SEMANA 2
x
MAYO-SEMANA 3
x
MAYO-SEMANA 4JUNIO-SEMANA 1
x x
JUNIO-SEMANA 2
x
JUNIO-SEMANA 3
x x
JUNIO-SEMANA 4
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 38
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
JULIO-SEMANA 1
x x
JULIO-SEMANA 2
x
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 39
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO V CONCLUSIONES
El campo de los bioplaacutesticos estaacute empezando a ser visto y
explotado por las empresas transnacionales por lo que su
desarrollo a nivel de los paiacuteses en viacuteas de desarrollo es lento
Se comprueba que los bioplaacutesticos son 100 biodegradables
es decir no necesitan de un elemento adicional para lograr su
degradacioacuten completa
Se comprueba que la produccioacuten de bioplaacutesticos cumple con los
estaacutendares medio-ambientales ademaacutes es un producto que no
contamina al teacutermino de su ciclo de vida
Estaacuten llevaacutendose a cabo investigaciones por parte de empresas
distribuidoras de bioplaacutesticos para darle una consistencia maacutes
dura a este plaacutestico y asiacute volverlo un fuerte competidor del PET
El uso de papa para la produccioacuten de bioplaacutesticos no afecta en
el consumo de la poblacioacuten ya que la papa que se utiliza es
papa de tercera categoriacutea es decir es papa que normalmente
se desecha ya que no va a consumo humano
El PLA es un poliacutemero biodegradable hecho de recursos
renovables Y como material versaacutetil que es estaacute aumentando
su uso en la medicina en las diferentes aplicaciones de la
industria textil y del empaquetado principalmente en esta
industria estaacute despertando mucho intereacutes por sus excepcionales
caracteriacutesticas y su biodegradabilidad El PLA es un poliacutemero
que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera
innovacioacuten en materiales de empaquetado
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 40
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VI RECOMENDACIONES
Registrar cada dato de las referencias bibliograacutefica (antildeo
edicioacuten editorial)
Registrar las direcciones de las paacuteginas web visitadas
Si se tuviera informacioacuten en ingleacutes como en este caso hacer la
traduccioacuten de la informacioacuten recolectada lo antes posible
evitando asiacute que la informacioacuten se acumule al final
Promover la investigacioacuten e incentivar proyectos donde se
utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo
sostenible de procesos
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 41
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
CAPITULO VII REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
SCIENTIFIC ELECTRONIC LIBRARY ONLINEhttpwwwscieloclpdfinfotecv19n1art04pdf
ANAacuteLISIS FIacuteSICO-QUIacuteMICO Y MORFOLOacuteGICO DE ALMIDONES DE NtildeAME YUCA Y PAPA
WIKIPEDIA - SOLANUM TEBEROSUM (PAPA)httpeswikipediaorgwikiSolanum_tuberosumUsos_industriales
TM5-2WWW ISI - TECHNICAL MEMORANDUM ON PRODUCTION OF POTATO STARCHhttphome3inetteledkstarchisistarchtm5www-potatohtm
ECOLOGIAhttpwwwiecologiacom0912bioplastico-de-papas-una-interesante-alternativa
TESIS DOCTORALES EN XARXA httpwwwtesisenxarxanetTESIS_URVAVAILABLETDX-1029103-171122capitulo04pdf
INGENIEROS INDUSTRIALES httpwwweisuvaes~biopolimerosalbertoplahtm
Bidlingmaier W Papadimitriou E (2000) Use of biodegradable polymers and management of their post-consumer waste ORBIT Special Events Wolfsburg
Kim M Lee A Lee K Chin I Yoon I (1999) Biodegradability of Poly(3-hydroxybutyrate) blended with poly(ethylene-co-vinyl acetate) European Polymer Journal 35 (6) 1153-1158
Mohee R Unmar G A Mudhoo A Khadoo P (2007) Biodegradability of biodegradabledegradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions Waste Management
Pullammanappallit P McComg A Diacuteaz L Biblingmaier W (2003) Organic recovery and Biological Treatment (ORBIT) Perth Western Australia pp 286-294
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 42
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
Tesis en Ingenieriacutea Quiacutemica-UNMSM
Anderson A J and E A Dawes 1990 Ocurrence metabolism metabolic role and industrial use of bacterial polyhydroxyalkanoates Microbiol Rev 54450-472
Brandl H Gross RA Lenz RW Fuller C 1988 Pseudomonas oleovorans as a source of poly-szlighydoxyalkanoate for potential applications biodegradable polyesters Appl Environ Microbiol 54 1977- 1982
Cserjan-Puschmann M Kramer W Duerrschmid E StriednerG y Bayer K 1999 Metabolic approaches for the optimisation of recombinant fermentation processes ApplMicrobiol Biotechnol 53 43-50
Godoy F A M Bunster V Matus C Aranda B Gonzalez and M A Martinez 2003 Poly-bhydroxyalkanoates consumption during degradation of 246-trichlorophenol by Sphingopyxis chilensis S37 Lett Appl Microbiol 36315-20
Henrysson T and P L McCarty 1993 Influence of the endogenous storage lipid poly-bhydroxybutyrate on the reducing power availability during cometabolism if trichloroethylene and naphtalene by resting methanotrophic mixed cultures Appl Environ Microbiol 591602-1606
Hippe H 1967 Abbau und Wiederverwertung von Poly-b-hydroxybuttersaumlure durch Hydrogenomonas H16 Arch Mikrobiol 56248-277
NatureWorks LLC httpwwwingeofiberscomingeohomeasp (accessed April 2004)
Obtencioacuten de Bioplaacutesticos a partir de feacutecula de papa Paacutegina 43
