UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

TEMA:

“SÍNTESIS DE COLORANTES BIODEGRADABLES A PARTIR DE LA

COCHINILLA ROJA (DACTYLOPIUS COCCUS), COL MORADA (BRASSICA

OLERACEA VAR. CAPITATA F. RUBRA) Y DE LA FLOR DE RETAMA (RETAMA

SPHAEROCARPA L.) PARA EL TEÑIDO DE FIBRAS DE ALGODÓN.”

AUTORES:

BRYAN ALBERTO QUINDE GONZABAY

VIVIANA NARCISA PONCE PONCE

DIRECTOR DE TESIS

ING.MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, M.Sc

GUAYAQUIL, ABRIL DEL 2019



CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:

INGENIERO QUÍMICO

TEMA:

“SÍNTESIS DE COLORANTES BIODEGRADABLES A PARTIR DE LA

COCHINILLA ROJA (DACTYLOPIUS COCCUS), COL MORADA (BRASSICA

OLERACEA VAR. CAPITATA F. RUBRA) Y DE LA FLOR DE RETAMA (RETAMA

SPHAEROCARPA L.) PARA EL TEÑIDO DE FIBRAS DE ALGODÓN.”

AUTORES:

BRYAN ALBERTO QUINDE GONZABAY

VIVIANA NARCISA PONCE PONCE

DIRECTOR DE TESIS

ING.MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, M.Sc

GUAYAQUIL, ABRIL DEL 2019



UNIDAD DE TITULACIÓN

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ii

REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN

TÍTULO Y SUBTÍTULO: Síntesis de colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius

coccus), col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama

(Retama sphaerocarpa L.) para el teñido de fibras de algodón.

AUTOR(ES) Ponce Ponce Viviana Narcisa

Quinde Gonzabay Bryan Alberto

REVISOR(ES)/TUTOR(ES)

(apellidos/nombres): Miroslav Alulema Cuesta M.sc

INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil

UNIDAD/FACULTAD: Ingeniería Química

MAESTRÍA/ESPECIALIDAD:

GRADO OBTENIDO: Ingeniero Químico

FECHA DE PUBLICACIÓN: No. DE PÁGINAS: 193

ÁREAS TEMÁTICAS: Tecnología, proceso y desarrollo industrial.

PALABRAS CLAVES/

KEYWORDS: Colorantes, Ácido Carmínico, Antraquinona, luteína, antocianinas, absorbancia,

teñido, fibras textiles.

RESUMEN/ABSTRACT:

En el presente trabajo se basa en la extracción de los pigmentos, para obtener colorantes naturales tales como: la Luteolina

obtenida de la flor de retama, antocianina de la col morada y antraquinona de la cochinilla, con el objetivo de obtener los

colorantes primarios como: amarillo, azul y rojo identificados por el análisis espectrofotómetro UV-Vis. Los cuales se

utilizaron para el proceso de teñido en fibras de algodón. Para la fijación de los colorantes naturales se realizaron 2

procesos de teñido variando los pH en el baño de teñido donde: el primer proceso se utilizó como mordiente el alumbre

variando las cantidades en relación al peso total de la tela a teñir. En el segundo proceso se utilizó el alumbre más

Bicarbonato de sodio, donde en este último se obtiene mejores resultados en el teñido de fibras de algodón. Se realizó

análisis por el sistema CIE para la identificación del color.

ADJUNTO PDF: X SI NO

CONTACTO CON

AUTOR/ES: Teléfono:

O993978050

0980412796

E-mail:

[email protected]

[email protected]

CONTACTO CON LA

INSTITUCIÓN: Nombre: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

Teléfono: (04)2228-7072, 228-7258,222-8695

E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]






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CERTIFICADO DE PORCENTAJE DE SIMILITUD

Habiendo sido nombrado ING.MIROSLAV ALULEMA CUESTA MSC, tutor del trabajo de

titulación certifico que el presente trabajo de titulación ha sido elaborado por BRYAN ALBERTO

QUINDE GONZABAY, C.I.: 0951780592, y VIVIANA NARCISA PONCE PONCE, C.I:

0930291497 con mi respectiva supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título

de INGENIERO QUIMICO. Se informa que el trabajo de titulación: ´´SÍNTESIS DE

COLORANTES BIODEGRADABLES A PARTIR DE LA COCHINILLA ROJA

(DACTYLOPIUS COCCUS), COL MORADA (BRASSICA OLERACEA VAR. CAPITATA F.

RUBRA) Y DE LA FLOR DE RETAMA (RETAMA SPHAEROCARPA L.) PARA EL TEÑIDO

DE FIBRAS DE ALGODÓN``, ha sido orientado durante todo el periodo de ejecución en el

programa anti-plagio (URKUND) quedando el 3% de coincidencia.

https://secure.urkund.com/view/47313092-272843-806890

__________________________ Docente Tutor. Ing. MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, MSc. C.I.: 1709365116 Fecha: 1 de marzo del 2019

https://secure.urkund.com/view/47313092-272843-806890




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Guayaquil, 21 marzo 2019

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR

Habiendo sido nombrado CARLOS RAFAEL CALLE JARA, tutor del trabajo de

titulación “Síntesis de colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius

coccus), col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama

(Retama sphaerocarpa L.) para el teñido de fibras de algodón.” Certifico que el presente

trabajo de titulación, elaborado por Bryan Alberto Quinde Gonzabay), con C.I. No.

0951780592 y Viviana Narcisa Ponce Ponce con C.I No.0930271497 con mi respectiva

supervisión como requerimiento parcial para la obtención del título de Ingeniero Químico,

en la facultad de Ingeniería Química y carrera de Ingeniería Química, ha sido REVISADO

Y APROBADO en todas sus partes, encontrándose apto para su sustentación.

__________________________________________________-

ING. CARLOS RAFAEL CALLE JARA

C.I. No. 0907201313




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LICENCIA GRATUITA INTRANSFERIBLE Y NO

EXCLUSIVA PARA EL USO NO COMERCIAL DE LA OBRA

CON FINES NO ACADÉMICOS

Yo, Viviana Narcisa Ponce Ponce con C.I. No. 0930291497 y Bryan Alberto Quinde Gonzabay

certifico que los contenidos desarrollados en este trabajo de titulación, cuyo título es “Síntesis de

colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius coccus), col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) para

el teñido de fibras de algodón.” son de mi absoluta propiedad y responsabilidad Y SEGÚN EL

Art. 114 del CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS,

CREATIVIDAD E INNOVACIÓN*, autorizo el uso de una licencia gratuita intransferible y no

exclusiva para el uso no comercial de la presente obra con fines no académicos, en favor de la

Universidad de Guayaquil, para que haga uso del mismo, como fuera pertinente.

________________________________________ ______________________________________

Viviana Narcisa Ponce Ponce Bryan Alberto Quinde Gonzabay

093029149-7 0951780592

*CÓDIGO ORGÁNICO DE LA ECONOMÍA SOCIAL DE LOS CONOCIMIENTOS, CREATIVIDAD E INNOVACIÓN

(Registro Oficial n. 899 - Dic./2016) Artículo 114.- De los titulares de derechos de obras creadas en las instituciones de educación

superior y centros educativos.- En el caso de las obras creadas en centros educativos, universidades, escuelas politécnicas, institutos

superiores técnicos, tecnológicos, pedagógicos, de artes y los conservatorios superiores, e institutos públicos de investigación como

resultado de su actividad académica o de investigación tales como trabajos de titulación, proyectos de investigación o innovación,

artículos académicos, u otros análogos, sin perjuicio de que pueda existir relación de dependencia, la titularidad de los derechos

patrimoniales corresponderá a los autores. Sin embargo, el establecimiento tendrá una licencia gratuita, intransferible y no exclusiva

para el uso no comercial de la obra con fines académicos.




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Guayaquil, 08 de Marzo del 2019

Ing Luis Bonilla Abarca M.sc DIRECTOR (A) DE LA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

Ciudad. - Guayaquil

De mis consideraciones:

Envío a Ud. el Informe correspondiente a la tutoría realizada al Trabajo de Titulación denominado:

“Síntesis de colorantes biodegradables a partir de la cochinilla roja (Dactylopius coccus),

col morada (Brassica oleracea var. capitata f. rubra) y de la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L.) para el teñido de fibras de algodón.” del estudiante PONCE PONCE VIVIANA

NARCISA, QUINDE GONZABAY BRYAN ALBERTO, indicando que cumplido con todos los

parámetros establecidos en la normativa vigente:

• El trabajo es el resultado de una investigación. • El estudiante demuestra conocimiento profesional integral. • El trabajo presenta una propuesta en el área de conocimiento. • El nivel de argumentación es coherente con el campo de conocimiento.

Adicionalmente, se adjunta el certificado de porcentaje de similitud y la valoración del trabajo de

titulación con la respectiva calificación.

Dando por concluida esta tutoría de trabajo de titulación, CERTIFICO, para los fines pertinentes,

que el estudiante está apto para continuar con el proceso de revisión final.

Atentamente,

______________________________________

TUTOR DE TRABAJO DE TITULACIÓN

Ing. MIROSLAV GONZALO ALULEMA CUESTA, MSc. C.I.: 1709365116

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DEDICATORIA

Este Proyecto de titulación va dedicado a Dios por siempre ser mi guía constante otorgándome

amor, sabiduría y perseverancia en mi formación académica, a mis Padres quienes con su amor,

esfuerzo, ejemplo y dedicación hoy puedo cumplir esta gran meta.

A mi familia y amigos que siempre han estado conmigo brindándome cariño y buenos consejos.

Viviana Narcisa Ponce Ponce

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DEDICATORIA

Dedico este trabajo a Dios por todo lo que me ha brindado a lo largo de la carrera y bendecirme

para lograr este gran objetivo de tener el título de ingeniería química.

Este trabajo va dedicado para toda mi familia por su constante apoyo en todas mis decisiones,

en especial a mi hermana Jennifer Quinde porque siempre me ha ayudado en los momentos más

difíciles de la carrera, brindándome siempre lo mejor.

Bryan Alberto Quinde Gonzabay.

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AGRADECIMIENTO

Agradezco a Dios por permitirme prepárame y poder lograr un objetivo más en mi vida, por ser

siempre mí guía, otorgándome lo necesario para seguir adelante dándome fortaleza, sabiduría y

perseverancia en diferentes situaciones de dificultad y debilidad.

A mis padres por ser mi motor e inspiración de vida por enseñarme valores muy valiosos y ser

de mí una persona soñadora. Gracias padres por demostrarme siempre su apoyo incondicional, su

confianza y amor.

Agradezco a la Universidad de Guayaquil en especial a la facultad de Ingeniería Química, mi

tutor de proyecto de titulación Ing.Miroslav Alulema Cuesta, mis amigos Madelaine Merchán,

Maribel Klinger Alex Guerrero, Rene Cortez, Bryan Márquez, Samantha Aguilar y Denniss Espin.

Quienes desde el pre-universitario me brindaron su amistad, cariño y compartieron sus

conocimientos, mi compañero de proyecto de titulación y amigo Bryan Quinde, compañeros de

aula, docentes como el Ing. Douglas Rentería y aquellas personas que compartieron sus

conocimientos y consejos para hacer posible este gran objetivo.

Viviana Narcisa Ponce Ponce

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AGRADECIMIENTO

Culminado este trabajo, de todo corazón me sale un profundo agradecimiento a Dios por darme

la oportunidad de ser un profesional y brindarme siempre fuerza y sabiduría para comprender todo

lo aprendido a lo largo de la carrera y también expresar mis agradecimientos a toda mi familia que

ha estado desde un principio dándome sus apoyos para lograr este objetivo, siempre me han

brindado sus buenos consejos y han estado prestos para ayudarme en todo lo que necesitaba.

También dándoles las gracias a mi compañera y amiga Viviana Ponce por su apoyo en este

trabajo, a mi director de tesis al Ing.Miroslav Alulema por depositar confianza en nosotros para

llevar a cabo esta investigación donde nos ha brindado sus conocimientos y apoyo para culminar

este trabajo, por el tiempo, paciencia y esfuerzo que ha sacrificado por guiar y corregir de la mejor

manera. Terminando con profundo agradecimiento a la Universidad de Guayaquil en especial a la

Facultad de Ingeniería Química por abrirme las puertas para conocer a grandes personas y

profesionales.

Bryan Alberto Quinde Gonzabay.

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INDICE

CERTIFICADO DE PORCENTAJE DE SIMILITUD .................................................................................. iii

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR REVISOR ................................................................................................ iv

LICENCIA ............................................................................................................................................. v

DEDICATORIA ................................................................................................................................... vii

AGRADECIMIENTO ............................................................................................................................ ix

ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................... xviii

ÍNDICE DE ANEXOS .......................................................................................................................... xxi

Introducción ...................................................................................................................................... 1

Capítulo I ........................................................................................................................................... 4

Generalidades de la investigación ..................................................................................................... 4

Planteamiento de problema ....................................................................................................... 4

Formulación y sistematización de la Investigación...................................................................... 5

1.2.1 Formulación del problema de investigación........................................................................ 5

1.2.2 Sistematización del problema ............................................................................................. 5

Justificación e importancia .......................................................................................................... 5

1.3.1 Justificación Teórica ............................................................................................................ 5

1.3.2 Justificación Metodológica .................................................................................................. 6

1.3.3 Justificación practica ........................................................................................................... 6

Objetivos de la investigación ....................................................................................................... 7

1.4.1 Objetivo General ................................................................................................................. 7

1.4.2 Objetivos específicos ........................................................................................................... 7

Delimitación de la investigación .................................................................................................. 7

Hipótesis ..................................................................................................................................... 7

Variables ..................................................................................................................................... 8

1.7.1 Variables dependientes ....................................................................................................... 8

1.7.2 Variables independientes .................................................................................................... 8

Operacionalización de Variables ................................................................................................. 8

Capítulo II ........................................................................................................................................ 10

MARCO TEÓRICO .................................................................................................................................. 10

Materias primas aplicadas en el proceso de obtención de colorantes ...................................... 10

2.1.1 Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ............................................................................... 10

2.1.2 Col morada ........................................................................................................................ 14

xii

xii

2.1.3 Flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) ......................................................................... 16

2.1.4 Colorantes ......................................................................................................................... 18

2.1.5 Características de un buen colorante ................................................................................ 20

2.1.6 Clasificación de los colorantes........................................................................................... 20

Especies Utilizadas para la obtención del colorante para en el proceso de teñido en fibra de

algodón ................................................................................................................................................. 26

2.2.1 Colorante de Origen animal .............................................................................................. 26

2.2.2 Colorantes de Origen Vegetal ........................................................................................... 29

Método de separación de pigmentos de origen natural ........................................................... 34

2.3.1 Extracción .......................................................................................................................... 34

2.3.2 Separación (Pigmento-Solvente) ....................................................................................... 34

2.3.3 Filtración ........................................................................................................................... 35

Métodos para caracterización de los colorantes ....................................................................... 35

2.4.1 Espectrofotometría Ultravioleta-Visible ............................................................................ 35

2.4.2 Ley de LAMBERT-BERR ...................................................................................................... 37

Fibras textiles ............................................................................................................................ 38

2.5.1 Clasificación de Fibras Orgánicas de origen vegetal .......................................................... 39

2.5.2 Algodón ............................................................................................................................. 40

2.5.3 Constitución y estructura química de la celulosa .............................................................. 41

2.5.4 Producción de Algodón en Ecuador .................................................................................. 43

2.5.5 Ubicación geográfica del sector textil en Ecuador ............................................................. 44

Proceso de teñido de la Fibra de Algodón ................................................................................. 44

2.6.1 Tratamientos preventivos ................................................................................................. 45

Técnicas de teñido .................................................................................................................... 49

2.7.1 Mordentado Directo ......................................................................................................... 49

2.7.2 PreMordentado ................................................................................................................. 49

2.7.3 PostMordentado ............................................................................................................... 50

Factores de la propiedad de Teñido .......................................................................................... 50

2.8.1 Absorción .......................................................................................................................... 50

2.8.2 Acidez y alcalinidad de los tintes naturales ....................................................................... 50

2.8.3 Influencia de la afinidad del Colorante .............................................................................. 51

2.8.4 Relación de baño ............................................................................................................... 51

2.8.5 Influencia del Tiempo de contacto Fibra/Baño ................................................................. 51

xiii

xiii

2.8.6 Temperatura de teñido ..................................................................................................... 51

Pruebas de calidad .................................................................................................................... 52

2.9.1 Prueba de calidad a la Fibra de Algodón antes del teñido ................................................. 52

2.9.2 Prueba de calidad a la Fibra después del proceso de teñido ............................................. 52

Determinación de color............................................................................................................. 53

Capítulo III ..................................................................................................................................... 55

Marco metodológico ....................................................................................................................... 55

Metodología de la investigación ............................................................................................... 55

Experimentación ....................................................................................................................... 55

3.3.1 Construcción del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón. ......................... 55

3.3.2 Materiales y equipos empleados para la construcción de un equipo para el proceso de

teñido en fibra de algodón. ............................................................................................................... 56

3.3.3 Esquema del equipo para realizar el proceso de teñido.................................................... 58

3.3.4 Experimentación para la obtención de colorantes de origen natural................................ 59

3.3.5 Proceso de teñido ............................................................................................................. 70

3.3.6 Análisis por espectrofotometría UV-Visible ...................................................................... 82

CAPÍTULO IV .................................................................................................................................... 87

Resultados Experimentales ............................................................................................................. 87

4.1 Resultado de la caracterización de la fibra de algodón para el proceso de teñido ................... 87

4.1.1 Diagrama de flujo para la preparación de la fibra de algodón .......................................... 88

89

Resultado de la extracción de los colorantes naturales tales como, de la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L.), col morada (Brassica olereacea var. Capitata f rubra) y cochinilla ........................... 89

4.2.1 Diagrama de flujo Proceso para la obtención del colorante amarillo a partir de la flor de

retama (Luteolina). ........................................................................................................................... 90

Resultado del Proceso de teñido con Luteolina extraída de la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L) .................................................................................................................................... 91

Resultado de pH para las soluciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir de la flor

de retama (Retama sphaerocarpa L.) .................................................................................................... 92

4.4.1 Resultado del teñido en telas de algodón con el colorante amarillo a partir de la flor de

retama 93

Resultado de espectro UV-visible con el colorante amarillo apartir de la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L) .................................................................................................................................... 96

4.5.1 Resultado del diagrama de cromaticidad y ubicación de sus coordenadas obtenidas por un

colorímetro en las mejores muestras del color ................................................................................. 97

xiv

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Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul ............... 98

Resultado del proceso de teñido con antocianina extraída de la col morada ....................................... 98

Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina a partir de la col morada. .......... 102

Resultado de teñido con el colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea var.

Capitata f.rubra) ................................................................................................................................. 103

Resultados del colorante de la cochinilla (Dactylopius Coccus costa) ..................................... 106

4.9.1 Resultado del diagrama de flujo del proceso de preparación del colorante rojo con ácido

carmín al 50% .................................................................................................................................. 107

Resultado de espectro uv-visible del colorante rojo obtenidos del ácido carmínico a partir de un

insecto (Dactylopius Coccus costa) ..................................................................................................... 113

Análisis de resultados .................................................................................................................... 115

Capítulo V ...................................................................................................................................... 117

CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 117

RECOMENDACIONES ............................................................................................................... 119

Bibliografía .................................................................................................................................... 120

ANEXOS ......................................................................................................................................... 129

xv

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ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Operacionalización de Variables Independiente y dependiente.................................... 9

Tabla 2. Propiedades Físicas de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ............................ 13

Tabla 3. Composición Química de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ....................... 13

Tabla 4. Regiones Visibles del Espectrofotómetro .................................................................. 19

Tabla 5. Composición porcentual del Ácido Carmínico .......................................................... 27

Tabla 6. Partes de los Vegetales que se pueden utilizar como fuente de extracción de colorantes

....................................................................................................................................................... 29

Tabla 7. Sustituyentes de las antocianinas ............................................................................... 31

Tabla 8. Tabla de referencia de longitud de onda a partir de un análisis por espectrofotómetro

UV-Visible del ácido Carmínico .................................................................................................. 37

Tabla 9. Composición Química de la fibra de algodón ............................................................ 42

Tabla 10. Propiedades Físicas de la Fibra de algodón ............................................................. 43

Tabla 11. Mordientes Utilizados en la Industria Textil ............................................................ 48

Tabla 12. Materiales y equipos utilizados para la construcción del equipo de proceso de teñido.

....................................................................................................................................................... 56

Tabla 13. Materiales e Instrumentos utilizados para la construcción del equipo para el proceso

de teñido en fibra de algodón ........................................................................................................ 59

Tabla 14. Materiales, instrumentos y equipos utilizados para la obtención del colorante azul

partir de la col morada .................................................................................................................. 60

Tabla 15. Equipos, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención de colorante

amarillo a partir de la flor de retama ............................................................................................. 63

xvi

xvi

Tabla 16. Materiales y equipos utilizados para la obtención de colorante Rojo a partir de la

cochinilla (Dactylopius Coccus Costa). ........................................................................................ 66

Tabla 17. Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para el proceso de teñido con

colorantes de origen natural en fibra de algodón .......................................................................... 70

Tabla 18. Relación de baño 1/60 con un aumento de pH añadiendo bicarbonato de sodio con el

colorante amarillo ......................................................................................................................... 74

Tabla 19. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.... 77

Tabla 20. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada 78

Tabla 21. Condiciones del baño de teñido utilizando el colorante rojo, extraída de la cochinilla

....................................................................................................................................................... 81

Tabla 22. Materiales, equipos y reactivos para el análisis por espectrofotómetro UV-Vis ..... 82

Tabla 23. Coeficiente de absortividad molar para las sustancias utilizadas ............................ 85

Tabla 24. Resultado del proceso de lavado y blanqueo de la fibra de algodón con peróxido de

hidrogeno ...................................................................................................................................... 87

Tabla 25. Especies empleada y proceso de extracción de los pigmentos ............................... 89

Tabla 26 Propiedades físicas de los colorantes ........................................................................ 89

Tabla 27. Condiciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir de la flor de Retama

....................................................................................................................................................... 91

Tabla 28. Determinación pH de cada solución de baño de teñido con el colorante amarillo de la

flor de retama ................................................................................................................................ 92

Tabla 29. Resultado de las telas teñidas con colorantes amarillo con el pigmento Luteolina

extraída de la flor de retama.......................................................................................................... 93

Tabla 30. Resultado en el espectro visible con el colorante amarillo ...................................... 96

xvii

xvii

Tabla 31. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.... 99

Tabla 32. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.

..................................................................................................................................................... 100

Tabla 33. Resultado de pH de cada solución de baño de teñidas con el colorante azul extraída

de la col morada. ......................................................................................................................... 101

Tabla 34. Telas teñidas con colorantes azul con el pigmento antocianina, extraída de la col

morada......................................................................................................................................... 103

Tabla 35. Resultado del espectro visible del proceso de teñido con el colorante azul extraída de

la col morada. .............................................................................................................................. 105

Tabla 36. Resultados del proceso de teñido con ácido carmín.............................................. 109

Tabla 37. Resultado de pH de cada solución de baño de teñido en los 2procesos de teñido con

colorante rojo. ............................................................................................................................. 110

Tabla 38. Telas teñidas con colorantes rojo con el pigmento acido carmín, extraída de la

cochinilla ..................................................................................................................................... 112

Tabla 39. Resultado de espectro UV-visible del colorante rojo. ............................................ 113

ÍNDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 1. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura con flor de retama .............. 94

Gráfica 2. Identificacion del color a la mejor muestra teñida con el colorante amarillo ......... 97

Gráfica 3. Curva del proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada ............ 104

Gráfica 4. Identificación del color en la mejor tela teñida con colorante azul a partir de la col

morada......................................................................................................................................... 106

xviii

xviii

Gráfica 5. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura del colorante rojo a partir de

Cochinilla Dactylopius Coccus costa.......................................................................................... 111

Gráfica 6. Identificación de color rojo en el equipo colorímetro por el sistema CIE para las

mejores telas teñidas. .................................................................................................................. 114

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Clasificación Taxonómica de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ............... 12

Cuadro 2. taxonomía y morfología de la col morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra)

....................................................................................................................................................... 16

Cuadro 3. Taxonomía de la Retama sphaerocarpa L. Género Genista Tinctoria ..................... 17

Cuadro 4. Clasificación de Colorantes según su naturaleza Química ...................................... 21

Cuadro 5. Grupos principales de los colorantes derivados de los flavonoides ........................ 22

Cuadro 6. Principales Colorantes de los Carotenoides ............................................................ 23

Cuadro 7. Grupos derivados del Colorante tipo Quinona ........................................................ 24

Cuadro 8. Clasificación por su tipo de teñido .......................................................................... 25

Cuadro 9. Especies utilizadas en el proceso de teñido en fibra de algodón ............................. 26

Cuadro 10. Principales propiedades química del ácido Carmínico .......................................... 28

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Dactylopius Coccus Costa ........................................................................................ 11

Figura 2. Diferencias del Ciclo biológico de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) entre

macho y hembra. ........................................................................................................................... 11

Figura 3. Col Morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra) Cultivada en Ecuador ........... 15

Figura 4. Flor de retama Producida en Ecuador Provincia Tungurahua. ................................. 17

Figura 5. Alcance del ojo humano para la determinación del color ......................................... 18

xix

xix

Figura 6. Principales grupos Cromóforos y Auxocromos ........................................................ 19

figura 7Estructura química de los flavonoides ......................................................................... 22

figura 8. Estructura Química de los carotenoides. ................................................................... 23

Figura 9. Estructura Química del ácido Carmínico contenido en el insecto seco (Dactylopius

Coccus costa) ................................................................................................................................ 27

Figura 10. Interacción de los iones del algodón, mordiente y colorante a partir de cochinilla.27

Figura 11. Estructura General de las Antraquinonas ............................................................... 29

Figura 12. Estructura Básica de las antocianinas ..................................................................... 30

figura 13. Estructura química de la delfinidina (Derivada de la Antocianina –Col Morada) .. 31

figura 14. Esquema del efecto del pH y reacción degradación. ............................................... 32

Figura 15. Estructura química de la Luteolina ......................................................................... 33

Figura 16. Características del espectrofotómetro UV-Visible ................................................. 36

Figura 17. Clasificación de fibras de origen Natural ............................................................... 39

Figura 18. Clasificación de Fibras Vegetales ........................................................................... 39

figura 19. Estructura química de la celulosa ............................................................................ 40

Figura 20. Unión de enlaces Hidrogenados en Cadenas continúas de Celulosa ...................... 41

Figura 21. Formula Química de la Celulosa ............................................................................ 42

figura 22. Esquema del Proceso de teñido en Fibra de algodón con colorantes de origen vegetal

....................................................................................................................................................... 45

Figura 23. Esquema del comportamiento de los colorantes con mordientes unido a la fibra textil.

....................................................................................................................................................... 47

figura 24. Esquema del efecto del mordiente con la fibra de algodón. .................................... 49

figura 25. Coordenadas rectangulares y cilíndricas del espacio de color CIELAB ................. 54

xx

xx

Figura 26. Esquema del funcionamiento del equipo de teñido ................................................ 57

Figura 27. Esquema del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón ....................... 58

Figura 28. Diagrama de flujo para la extracción de antocianina para obtener el colorante azul

....................................................................................................................................................... 62

Figura 29. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo ...................... 65

Figura 30. Diagrama de flujo para la obtención de colorante rojo ........................................... 67

Figura 31. Proceso de tratamiento de la tela de algodón antes del proceso de ........................ 69

Figura 32. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa

las concentraciones de colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela. 73

Figura 33. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: C1, C2 y C3

representa las concentraciones de colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de

la tela. ............................................................................................................................................ 76

Figura 34. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3


la tela. ............................................................................................................................................ 80

Figura 35. Diagrama de flujo para el proceso de Caracterizacion de lavado y blanqueo de la

fibra de algodon para el proceso de teñido ................................................................................... 88

Figura 36. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo a partir de la flor

de retama ....................................................................................................................................... 90

Figura 37. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa

las concentraciones de colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela. 95

Figura 38. Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul

....................................................................................................................................................... 98

xxi

xxi

Figura 39. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)


la tela. .......................................................................................................................................... 102

Figura 40. Diagrama de flujo para la obtención del color rojo a partir de la cochinilla ........ 107

Figura 41. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3


la tela. .......................................................................................................................................... 108

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo A Proceso de Caracterización de la fibra de algodón, Obtención de colorantes y su

proceso de teñido ........................................................................................................................ 129

Anexo B Cálculos para la obtención de los colorantes y cálculos del proceso de teñido ...... 133

Anexo C Glosario ................................................................................................................... 186

Anexo DFicha de seguridad del ácido carmín ....................................................................... 189




xxii

xxii

RESUMEN

En el presente trabajo se estudió la extracción de diferentes tipos de pigmentos con el objetivo

de obtener los colorantes básicos de origen natural como son: amarillo, azul y rojo a partir de la

flor de retama (luteolina), col morada (antocianina) y cochinilla (ácido carmín) respectivamente

que serán empelados para el proceso de teñido en fibras de algodón. La obtención de los colorantes

amarillo y azul se realizó por inmersión durante 3 días, se utilizó como solvente el etanol para la

flor de retama y una solución de agua acidificada al 0.01% de HCl en la col morada y con el

colorante rojo se realizó una solución con el ácido carmín al 50% de pureza. El proceso de teñido

se realizó con una relación de baño: 1/60 a 90°C por una hora, utilizando diferentes cantidades de

mordientes que está en relación con el peso de la tela como el alumbre que va del 10, 20 y 30 % y

NaHCO3 al 10%. Se realizó dos procesos de teñido distintos donde: en el primer proceso se utilizó

alumbre y en el segundo se procedió a utilizar alumbre más NaHCO3, siendo este el mejor proceso

de teñido para los tres colorantes. Con el colorante amarillo se obtuvo mejor fijación y tonalidad

utilizando el 30% de alumbre y 10% de NaHCO3, con un porcentaje de agotamiento del 97%. Con

el colorante azul se obtiene un 72% de agotamiento utilizando el 10% de alumbre y 10% de

NaHCO3 y con el colorante rojo se obtuvo un 18% de agotamiento siendo uno de los valores más

bajos, pero con el color deseado utilizando 10% de alumbre y 10% de NaHCO3. Las

concentraciones de los baños de teñidos fueron analizadas antes y después del proceso, por medio

de espectrofotometría UV-visible, utilizando los coeficientes de extinción molar de cada pigmento,

después se procedió analizar las telas teñidas por un colorímetro utilizando el sistema CIE 1931.

Palabras claves: colorantes naturales, relación de baño, pigmentos, fijación, mordiente.




xxiii

xxiii

ABSTRACT

In the present work the extraction of different types of pigments was studied in order to obtain the

basic dyes of natural origin such as: yellow, blue and red from the broom flower (luteolin), purple

cabbage (anthocyanin) and cochineal (carmine acid) respectively that will be used for the dyeing

process in cotton fibers.The yellow and blue dyes were obtained by immersion for 3 days, ethanol

was used as a solvent for the broom flower and a solution of water acidified to 0.01% HCl in the

purple cabbage and with the red dye was made a solution with 50% purity carmine acid. The

dyeing process was carried out with a bath ratio: 1/60 to 90 ° C for one hour, using different

amounts of mordants that is in relation to the weight of the fabric such as the alum that goes from

10, 20 and 30% and NaHCO3 at 10%. Two different dyeing processes were carried out where: in

the first process alum was used and in the second, alum was used plus NaHCO3, this being the best

dyeing process for the three dyes. With the yellow dye, better fixation and tonality was obtained

using 30% alum and 10% NaHCO3, with a depletion percentage of 97%. With the blue dye, 72%

depletion was obtained using 10% alum and 10% NaHCO3 and with the red dye 18% depletion

was obtained, being one of the lowest values, but with the desired color using 10% of alum and

10% of NaHCO3. The concentrations of the dyebaths were analyzed before and after the process,

by means of UV-visible spectrophotometry, using the molar extinction coefficients of each

pigment, after which the fabrics dyed by a colorimeter were analyzed using the CIE 1931 system.

Keywords: natural dyes, bath ratio, pigments, fixation, mordant.

1

Introducción

Ecuador es uno de los países poseedor de una configuración climatológica, fisiográfica y

orográfica destacable, gracias a su amplia gama de condiciones ambientales genera

impresionante diversidad de hábitat y vegetación, en este presente estudio se quiere aprovechar

las riquezas naturales como alternativa innovadora para la transformación de la materia prima

tales como: Es la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa ) que es un insecto que se desarrolla

en la penca de la Tuna y es fuente de extracción del Ácido carmínico del cual se puede obtener

tonalidades Rojos , la flor de retama es una planta tintórea originaria de América que posee

alto contenido de luteolina que es un pigmento flavonoide y la col morada que se obtiene el

pigmento llamado antocianina y sus tonalidades varían desde el Rojo ,anaranjado, violeta ,azul

y purpura. En la obtención de tintes de origen natural con el fin de remplazar los tintes sintéticos

en el proceso de teñido en fibra de algodón, contribuyendo a la reducción de impacto ambiental.

Su aplicación requiere de dos pasos: la extracción del colorante a partir de fuentes de origen

natural como vegetal o animal y su fijación en una fibra textil como el algodón. Ecuador cuenta

con zonas productoras de este tipo de fibra textil situadas en la Costa en las Provincias de

Manabí y Guayas.

Estos colorantes naturales colorantes requieren de sustancias químicas llamadas mordientes

de origen natural como son sales las cuales permiten que el colorante se fije en la fibra textil,

por esta razón se plantea una solución de tintes naturales y biodegradables que son amigables

con el medio ambiente y dando una alternativa sostenible a los mayores consumidores de estas

industrias que están ubicadas en las provincias de: Azuay, Tungurahua, Imbabura, Pichincha y

Guayas.

2

Abreviaturas

𝜌= densidad

m= masa

V= volumen

g= gramos

𝑪𝐧= cantidad de colorante n n=1,2,3

𝒘𝐧 = cantidad de agua

n= cantidad en relación al baño de teñido (1,2 y 3)

𝐴10= cantidad de alumbre en relación al 10 % del peso total de la tela



𝐵10= cantidad de alumbre en relación al 10 % del peso total de la tela

𝑃1= Primer proceso de teñido

𝑃2= Segundo proceso de teñido

PT= Peso total del baño de teñido

[C]= concentración molar

A= absorbancia de la sustancia (nm)

L= longitud de la celda (cm)

D= diámetro

X= espesor

h= altura

ɛ= coeficiente de extinción molar

FD= factor de dilución de la muestra

Alc= alícuota que es la muestra de teñido

2

PM= peso molecular de la sustancia

A= absorbancia

nm= nanómetro

[𝐶𝑖]= concentración inicial del baño de teñido

[𝐶𝑓]= concentración final del baño de teñido

L=Litro

S.M.= sin marca

°G= grados Gay lussac

4

Capítulo I

Generalidades de la investigación

Planteamiento de problema

En la actualidad la industria textil es considerada como uno de los principales contaminantes

ambientales, ya que requieren un elevado consumo de agua, energía y productos químicos no

degradables, todo eso generan grandes cantidades de aguas residuales con altas concentraciones

de colorantes los cuales tienen contaminantes orgánicos e inorgánicos, como los compuestos

clorados. Los efluentes contienen gran variedad de contaminantes y son causante de la toxicidad

del agua ya que contiene sales tales como cloruro de sodio (NaCl) y sulfato de sodio (𝑁𝑎2𝑆𝑂4)

que provienen del proceso de teñido, también agentes surfactantes como: fenoles y metales

pesados que están presentes en los colorantes, es decir requieren de tratamientos más costosos ya

que estos compuestos contaminados no pueden eliminarse con tratamientos convencionales

(Aguedo, Cardona Gallo, Barrios , & Gaviria, 2015)

En la etapa del teñido se generan efluentes con varios tipos de metales, debido a diferentes

clases de colorantes se encuentran metales como: cobre (𝐶𝑢), níquel (𝑁𝑖), cromo (𝐶𝑟), cobalto

(𝐶𝑜), plata (𝐴𝑔), zinc (𝑍𝑛) y plomo(𝑃𝑏). El más común de estos metales que presente en los

colorantes sintéticos es el cobre (𝐶𝑢), este elemento produce efectos negativos en los cultivos

vegetales y en microorganismos, lo que trae como consecuencia una disminución de la fertilidad

en los suelos. El uso de colorantes sintéticos en las industrias textil representa un reto tecnológico

en el proceso de tratamiento de aguas residuales ya que son de costos elevados y no resuelve

totalmente el problema de la contaminación. (Cortaza , Coronel, Escalante, & González, 2014).

5

Formulación y sistematización de la Investigación

1.2.1 Formulación del problema de investigación

¿Qué beneficios tendrán la extracción de colorantes de origen natural a partir de

cochinilla (Dactylopius Coccus costa), col morada (Brassica oleracea var.Capitata f.

rubra) y de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) , en lugar de los colorantes

sintéticos empleados tradicionalmente?

1.2.2 Sistematización del problema

¿Qué tipos de colorantes se obtienen y cuál serán sus usos?

¿Qué método de extracción se utilizarán para obtener los colorantes de origen natural?

¿Los productos obtenidos cumplirán las normas Ambientales Vigentes según el

Acuerdo ministerial 097A?

Justificación e importancia

1.3.1 Justificación Teórica

En la actualidad la industria textil busca alternativa para evitar la contaminación ambiental por

consecuencia de colorantes sintéticos, por lo cual se está empleando alternativa amigable con el

medio ambiente. Esto consiste en obtener colorantes naturales de origen vegetal y animal como

base para el desarrollo sustentable de las industriales textiles con visión al futuro. Los colorantes

naturales no contienen sustancias químicas perjudiciales para la salud y son más confiables que

los colorantes sintéticos ya que son peligroso para los consumidores y trabajadores de la industria

textil, también representan una fuente sustentable ya que son extraídos de recursos naturales

renovables, al contrario de los colorantes sintéticos que son proveniente del petróleo y no son

renovables (Arroyo, Medina, Vargas, & Herrera, 2016).

6

1.3.2 Justificación Metodológica

La elaboración y producción de los colorantes naturales en la industrial textil está cogiendo más

protagonismo debido a que no contaminan los recursos hídricos y no son peligrosos para el ser

humano y el medio ambiente. Su obtención es muy viable ya que el pigmento de los vegetales se

lo puede extraer por medio de dos métodos sencillos ya sea por la utilización de un disolvente o

por extracción por soxhlet. El empleo de este último garantiza la no degradación de las moléculas

del colorante durante su extracción debido a que se emplea bajas temperatura y también permite

la utilización de diferentes disolventes para un mayor rendimiento en la extracción. (Walters,

Santillo, & Johnston, 2005).

1.3.3 Justificación practica

Esta investigación se está desarrollando con la finalidad de disminuir la concentración de

colorantes sintéticos en las aguas residuales proveniente en el proceso de teñido en la industria

textil, ya que estos mismos generan grandes cantidades de contaminantes, por esta razón se plantea

la utilización de colorantes naturales y biodegradables que son amigables con el medio ambiente.

Dándole una alternativa sostenible a los mayores consumidores de estas industrias que están

situadas en las provincias de: Azuay, Tungurahua, Imbabura, Pichincha y Guayas (Muñoz Upegui,

2011).

7

Objetivos de la investigación

1.4.1 Objetivo General

Obtener colorantes básicos de origen natural como son: amarillo, azul y rojo a partir de

la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.), col morada (Brassica oleracea var.

Capitata f. rubra) y de la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa), respectivamente que

serán empelados para el proceso de teñido en fibras de algodón.

1.4.2 Objetivos específicos

Obtener los colorantes a partir de fuentes de origen natural.

Determinar las condiciones óptimas tales como: pH, tipo de mordiente, relación de

baño, temperatura y tiempo de teñido para una correcta fijación de colorante en las fibras

de algodón.

Obtener la fórmula ideal para el proceso de teñido en fibra de algodón empleando los

colorantes biodegradables.

Delimitación de la investigación

Esta investigación se enfoca en el proceso de obtención de los colorantes orgánicos por

diferentes tipos de extracción tales como solido-liquido o inmersión, de los cuales será fijados en

la fibra de algodón utilizando un tipo de mordiente como el alumbre.

Hipótesis

¿Se podría obtener una buena fijación de los colorantes de origen natural para el teñido de la

fibra de algodón a partir de la cochinilla, flor de retama y col morada?

8

Variables

1.7.1 Variables dependientes

Fijación de los colorantes a la fibra de algodón

Intensidad de colores

1.7.2 Variables independientes

Concentración de los colorantes

Secado

Lavado

Extracción de los colorantes

Temperatura del baño de teñido

pH.

Concentración de los tipos de mordientes.

Tiempo de exposición al baño del teñido.

Operacionalización de Variables

Tabla 1 se observa la Operacionalización de las variables independiente y dependiente que

forman parte importante de esta investigación para la obtención de colorantes de origen natural.

9

Tabla 1 Operacionalización de Variables Independiente y dependiente

Elaborado por: Viviana Ponce Ponce y Bryan Quinde Gonzabay

Tipos de variable

Subvariable

Definición Equipos

Unidades de

Medición

Método

Variable Independiente

Obtención de colorantes

Biodegradables y proceso

de teñido

Secado

Consiste en eliminar el mayor

porcentaje de humedad

contenida en la sustancia.

Estufa

°C NTE INEN 2996

Extracción

(Solido-Liquido)

Consiste en extraer la

sustancia de interés por medio

de un solvente (etanol).

Rotavapor

ml

Extracción acuosa – alcohólica

Inmersión

Filtración

Es la separación de solido

suspendido contenido en una

mezcla por medio de un papel

filtro.

Embudo

- CODEX STAN 19-1981

pH

Es un parámetro que

indica el grado de acidez o

alcalinidad de una sustancia.

pH -metro

<7Acido

=7Neutro

>7Basico

N.A

Temperatura

Tiempo

Es una magnitud física

que indica la cantidad de calor

que contiene un cuerpo.

Es una magnitud física que

mide un suceso el tiempo

óptimo de baño de teñido 1h

Termómetro

Cronometro

°C

h (Hora)

N.A

N.A

Variabes Dependiente

Obtención de colorantes

biodegradables Y Proceso

de teñido

Concentración e

intensidad del color

Se define como la cantidad de

flujo de luz que pasa a través

de un origen lumínico.

Espectrofotómetro

UV-Visible

Nm N.A

10

Capítulo II

MARCO TEÓRICO

Materias primas aplicadas en el proceso de obtención de colorantes

2.1.1 Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

La cochinilla es un insecto su nombre científico Dactylopius Coccus Costa de la familia

Dactylopiidae como se observa en la figura 1, este insecto es oriundo de México y de países andino

como Ecuador, Perú y Bolivia, parasita a una variedad de plantas correspondiente a los géneros

opuntia y Nopalea. Ecuador posee un ambiente propicio para el crecimiento de los tunales y de la

cochinilla existen cultivos en la provincia de Imbabura (chota), Chimborazo (Guano), Loja y en

Santa Elena. Esta especie es la única que es cultivada para la extracción de pigmentos y se

denomina grana fina o cultivada. (Pazmiño & Abril, 2010).

El ciclo biológico de la cochinilla dura aproximadamente de 90 a 150 días consta de 6 fases es

decir desde el estado de huevo, 2estados ninfales y el estado adulto .En la fase ninfa I y II tanto las

hembras como los machos son similares .en la fase de ninfa I las cochinillas buscan un lugar de la

planta donde se pueden alimentar es decir se nutren de savia por medio de un estilete bucal ,

cuando se separan de si huésped original no vuelven adherirse ,permanecen sésiles cierto tiempo

y empieza aparecer filamentos blanquecimos eso indica que entran a la fase ninfa II , esta fase se

puede notar la diferencia entre macho y hembra , se muestran dimorfismo sexual , los huevos de

las hembras adultas maduran y esta fase se denomina oviplena (Begazo & Bendita, 2018).

11

Fuente: (Pazmiño & Abril, 2010)

En los machos son más pequeños que las hembras en la ninfa II forman un capullo que está

compuesto por filamentos con las secreciones cerosas. El ciclo de vida depende de los factores

ambientales, siendo la temperatura es una de las causas que influyen mucho en el ciclo biológico

de la cochinilla su rango va desde 20°C a 32°C y la humedad relativa 40-75%. La fecundación se

da todo el año después de este proceso el macho muere. (Mamani & Huamani , 2015) .

En la figura 2 se observa el ciclo bilógico de la cochinilla y las diferencias entre el desarrollo entre

(a) y (b).

Figura 2. Diferencias del Ciclo biológico de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) entre macho y hembra.

Fuente: (Hernández Hernández, Gárcia Gil de Muñoz, Del Rio Dueñas , & Lanz Mendoza, 2005)

Figura 1. Dactylopius Coccus Costa

12

Según (Abril & Pazmiño, 2010) De las hembras de la cochinilla se obtiene el ácido carmínico,

que al moler los insectos secos se extrae el principal pigmento, ya sea con agua o con solventes

como el etanol , de este acido se produce un colorante (antraquinona) natural llamado carmín que

es empleado como materia prima en diferentes industrias tales como : la industria alimenticia

,farmacéutica, cosmética e incluso es empleado en la tinción textil. El pigmento quinonico se

encuentra localizado en toda la cavidad interior del cuerpo y está formado por una antraquinona

hidroxilada que por medio de un enlace carbono – carbono que se encuentra está unida a una

glucosa.

Clasificación taxonómica Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

La cochinilla es un insecto del reino animalia donde se aprovecha sus jugos biológicos para la

obtención de colorantes, su gran ventaja que son biodegradables.

En el cuadro 1 se muestra la clasificación de los grupos taxonómicos del insecto (Dactylopius

Coccus Costa).

Cuadro 1. Clasificación Taxonómica de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

Fuente: (Mamani & Huamani , 2015)

Taxonómica - Insecto Cochinilla

Phyllis Arthropada

Clase Insecto

Reino Animalia

Orden Heteróptera

Sub-orden Homóptera

Familia Dactylopiidae

Genero Dactylopius

Especie Dactylopius coccus costa

13

Propiedades Físicas de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

Las propiedades físicas y organolépticas de la cochinilla se detallan en la tabla 2.

Tabla 2. Propiedades Físicas de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

Propiedades Físicas (Dactylopius Coccus Costa)

Color Rojo oscuro

Forma Ovalada

Sabor Agrio

Peso 0.006gr.

Tamaño 5mm

Alimentación La savia de sus pecas

Clima Seco y cálido

Textura Suave

Ciclo Biológico 120 días aproximadamente


Propiedades Químicas de la Cochinilla

La composición de las propiedades químicas del Insecto Cochinilla se muestra en la Tabla 3.

Tabla 3. Composición Química de la Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

COMPOSICIÓN PORCENTAJE (%)

Ácido Carmínico 10-12

Proteínas 40-45

Grasa 10-12

Carbohidratos 10-12

Humedad 10-12

Ceras 2-3

Cenizas 3-5


14

Según (Matamoros , Torres López , Vázquez , Tenopala, & Torres , 2017) Las industrias

demandantes de cochinilla que adquieren como materia prima se encuentra en el mercado

internacional distribuida: para la industria cosmética el 15%, la alimenticia con 75% y en las

industrias Farmacéutica y textil con el 10%. La cochinilla requiere cumplir algunas características

para poder realizar el proceso de extracción de ácido carmínico como:

Humedad relativa 14 a 27%

Altitud 800 a 26000 msnm

Velocidad de viento 3m/s

Precipitación pluvial 400 a 800 mm/año

Fuente: (Matamoros , Torres López , Vázquez , Tenopala, & Torres , 2017)

La composición optima después de la muerte y secado del animal son:

Ácido carmínico 9 a 20%

Ceras 0.5 a 2%

Minerales 15 a 30%

Sustancias nitrogenadas de 15 a 30 %

Solubilidad en mezclas de alcohol y agua

(Matamoros , Torres López , Vázquez , Tenopala, & Torres , 2017)

2.1.2 Col morada

Col morada también conocida col lombarda, su nombre científico es Brassica oleracea var.

Capitata f. rubra ver Figura 3. Es una hortaliza de consumo que pertenece a la familia de las

crucíferas y se cultivan todo el año a nivel mundial preferibles en climas fríos con temperatura de

13°C y 18°C incluso soporta temperaturas de hasta -7°C. En Ecuador se cultiva especialmente en

las provincias de Pichincha, Imbabura, Cotopaxi, Chimborazo, Azuay, Loja, Azuay y cañar. Sus

15

hojas son de color violeta debido al presencia del pigmento llamado antocianina (flavonoides) y

esto depende del tipo de suelo que se cultiva: las hojas adoptan el color rojo en suelos ácidos y en

suelos alcalinos son más azules (Castillo Burbano , 2006).

Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde

Las antocianinas tienen grandes ventajas para ser un probable reemplazante de los colorantes

artificiales, su utilización en las industrias alimenticia, farmacéutica y cosméticas son muy

acotadas debido a su poca estabilidad durante su procesamiento y almacenamiento. Los factores

que influyen en su estabilidad son: el pH, temperatura, actividad de agua, su estructura química y

concentración (Garzón & Astrid, 2008).

Taxonomía y morfología de la col

En el cuadro 2 se describe la taxonomía de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata.

Frubra).

Figura 3. Col Morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra) Cultivada en Ecuador

16

Nombre común Col morada col lombarda

Reino Plantae

División Magnoliophyta

Clase Magnoliopsida

Orden Brassicales

Familia Brassicaceae

Genero Brássica

Especie B. Oleracea

Variedad Capitata

Forma Rubra

Cuadro 2. taxonomía y morfología de la col morada (Brassica oleracea var Capitata f. rubra)

Fuente: (Caicedos Chavez, 2015)

2.1.3 Flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)

La flor de retama es una planta tintórea su nombre científico es Retama Shaerocarpa L., del

género Genista L. especie retama de tintóreos (Genista Tinctoria) como se observa en la figura 4.

Su uso actual sirve para la recuperación de tierras baldías quiere decir que sus cultivos toleran los

suelos pobres y además necesitan de poco cuidado. Los extractos de hojas y flores contienen

colorantes flavonoides (Luteolina y genisteína) que proporcionan un amarillo intenso. Su

distribución geográfica va desde México hasta Sur América y se lo encuentran en los bosques

secos andinos. En Ecuador esta planta se puede encontrar en la provincia de Loja, Tungurahua y

Guayas, (Ministerio del Ambiente, 2012).

17


Taxonomía de la Flor de Reta (Retama sphaerocarpa L. Genero Genista

Tinctoria)

Taxonomía de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L) se muestra en el cuadro 3.

Reino Planta

División Magnoliophyta

Clase Magnoliopsida

Orden Fabales

Familia Fabaceas

Subfamilia Faboideae

Tribu Genistae

Género Genista

Especie G.tinctoria L.

Cuadro 3. Taxonomía de la Retama sphaerocarpa L. Género Genista Tinctoria

Fuente: (Palma López , 1995)

Figura 4. Flor de retama Producida en Ecuador Provincia Tungurahua.

18

2.1.4 Colorantes

Color

El color no es una característica de la materia, es una sensación que producen los rayos de luz,

en el ojo humano y es interpretado por el cerebro. El color depende de las longitudes de ondas y a

diferentes velocidades, donde la luz blanca o del día son de ondas que van desde los 400 a 700

milimicras, donde se produce una sensación de colores, permitiendo el acto de ver. Es decir, el

color depende de la luz ya que los rayos iluminan una sustancia o materia y este absorbe una parte

de esas ondas electromagnética y reflejan el resto, estas ondas reflejadas son percibidas por el ojo

humano y analizadas por el cerebro. En la figura 5 se demuestra el alcance del ojo humano para la

determinación de los colores. (Flores , Roque, & Ochoa , 1995).

Fuente (Zelzman, 2008)

Figura 5. Alcance del ojo humano para la determinación del color

19

Colorantes

Son elementos químicos extraídos de plantas, animales y mineral es decir de origen natural,

procesado los cuales son completamente solubles en sustancias y son capaces de absorber distintas

longitudes de ondas. Los colorantes dentro de la industria textil son cualquier sustancia capaz de

teñir un material. Para que un colorante funcione su estructura química debe de contar con grupos

funcionales los cuales son responsables de absorción de la luz se los denomina Cromóforos como

son: grupos etileno, grupo carbonilo, grupo azo, grupo azoxi, etc (Baltazca & Silva, 2017).

Los grupos responsables de la fijar la molécula del colorante a un sustrato a teñir son los

auxocromos son grupos cargados positivamente como son grupo sulfúrico, grupo hidoxilico, grupo

amínico como se muestra en la Figura 6.

Fuente: (Zelzman, 2008)

En la tabla 4 se muestra cómo se divide la luz visible es una pequeña porción del espectro.

Tabla 4. Regiones Visibles del Espectrofotómetro

Color Longitud de ondas (milimicras)

Violeta

Azul

Cian

Verde

Amarillo

Naranja

Rojo

380-435

435-500

500-520

520-565

565-590

590.625

625-740

Fuente: (Nikita Patel (UCD), Kevin Vo (UCD), Mateo Hernánde, 2015)

Figura 6. Principales grupos Cromóforos y Auxocromos

20

2.1.5 Características de un buen colorante

Principales características que requiere una sustancia para ser denominado y calificado como un

buen colorante son:

Color

Uniformidad a la especie aplicada

Resistentes al lavado y al desgaste

Resistente a la luz

No cause daño al sustrato (Fibra, cuero, papel y alimento)

Fuente: (Flores , Roque, & Ochoa , 1995)

2.1.6 Clasificación de los colorantes

Los colorantes se dividen en 2 grupos:

Colorantes artificiales

Colorantes naturales

Colorantes artificiales

Los colorantes artificiales se obtienen por la síntesis de productos químicos la mayoría de ellos

se consideran tóxicos, son de bajo costo, pero muy difícil de degradar, la mayoría de las industrias

textiles poseen graves problemas en sus aguas residuales debido a la alta contaminación generada

por colorantes sintéticos (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).

Colorantes naturales

Los colorantes naturales se los denominan como sustancia que se le aplica a un cuerpo para

efectuar una modificación a su color de origen, son aquellos que se pueden obtener a partir de:

minerales, vegetales y animales e incluso utilizando nuevas tecnologías por medio de hongos, estos

21

colorantes se lo pueden utilizar en diferentes áreas industriales como para la elaboración de

alimentos, bebidas ,cosméticos y textiles (Begazo & Bendita, 2018).

Los colorantes naturales se clasifican de la siguiente manera:

Por sus características físicas

Por sus características química

Por su tipo de teñido

Clasificación de los colorantes naturales por sus características físicas.

Las propiedades fiscas de los colorantes pueden por su aplicación como las solubilidad, afinidad

y velocidad del teñido y por sus propiedades de uso final como: tono, resistencia la luz, resistencia

al lavado, calor y al desteñido (Begazo & Bendita, 2018).

Clasificación de los Colorantes naturales por su naturaleza Química

En el cuadro 4 indica la clasificación de los colorantes naturales por su naturaleza química.

Cuadro 4. Clasificación de Colorantes según su naturaleza Química

Naturaleza Química de los colorantes naturales

Tetrapirroles

Carotenoides

(Colorantes amarillos y anaranjados)

Flavonoide

(Colorantes amarillos y anaranjados)

Xantonas

Quinonas

(Colorantes purpura, escarlata, anaranjado y rojo siena)

Derivados indigoides e índoles

(Colorantes azules y purpura)

Primidinas sustituidas

Fuente: (Roquero, 1995)

22

Flavonoides

Los flavonoides son los responsables de la coloración amarilla son metabolitos secundarios

polifenólicos se encuentran en los pétalos de las flores con el objeto de atraer insectos. Las

antocianinas, al igual que otros flavonoides, son sustancias hidrosolubles (Yusuf, Shabbir, &

Mohammad, 2017).

En la figura 7 se observa algunas estructuras Química de los Flavonoides.

Fuente: (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017)

En el cuadro 5 se indica la división de los 4 grupos principales los colorantes flavonoides:

Cuadro 5. Grupos principales de los colorantes derivados de los flavonoides

Grupo Color Origen

Flavonol Amarillo Brócoli

Flavanona Crema amarilla Frutas cítricas

Calcona Rojo y amarillo Cártamo

Antocianina Rojo y violeta Col morada


Carotenoides

Los carotenoides son pigmentos naturales solubles en grasas, son elaborados por plantas,

bacterias y algas fotosintéticas, estos tipos de pigmentos son responsable de los colores amarillo,

anaranjado y rojos de frutos y verduras, esto se debe principalmente a una cadena de doble enlaces

figura 7Estructura química de los flavonoides

23

conjugado , absorben la luz en la región de 400-500 nm del espectro dando lugar a color amarillo,

naranja y rojo (Meléndez, Martínez , & Vicario, 2004).

Los carotenoides, químicamente son terpenoides que están conformado principalmente por

ocho unidades de isopreno, básicamente en su estructura solo se encuentran 3 tipos de elementos

que son el hidrogeno (H), carbono (C) y oxígeno (O). (Meléndez, Martínez , & Vicario, 2004)

La molécula de oxígeno puede presentarse como un grupo hidroxilo, metóxido,epoxi y carbonilo

(Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017). En la figura 8 presenta algunas estructuras químicas de

carotenoides, dentro de los carotenoides se pueden dividir en los siguientes grupos:

Carotenos: Como son los licopenos y 𝛽- caroteno son los encargados de la coloración

tales como: naranja de la zanahoria y el rojo del tomate

Xantofilas: La zeaxantina y la luteína, estos tipos de pigmentos contienen oxígeno en su

estructura molecular.

Fuente: (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).

En el cuadro 6 se detalla los principales grupos de los colorantes carotenoides

Grupo Color Procedencia

Xantofila Amarillo Achiote

Carotenos Anaranjado Zanahoria

Cuadro 6. Principales Colorantes de los Carotenoides


figura 8. Estructura Química de los carotenoides.

24

Colorante quinona

En el cuadro 7 indica los grupos principales de los colorantes tipo quinona

Grupos Color Procedencia

Antraquina Rojo Cochinilla

Naftoquinona Violeta Henna

Cuadro 7. Grupos derivados del Colorante tipo Quinona


Clasificación por su tipo de teñido

Los colorantes naturales son utilizados para colorear fibras textiles ya sean de origen animal o

vegetal, para que un colorante sea ventajoso debe ser capaz de incorporarse firmemente a la fibra,

debe ser estable químicamente, soportar la acción de la luz y al lavado, es decir no se debe perder

el color en el cuadro8.Indica la clasificación de los diferentes métodos para la aplicación en el

proceso de teñido con colorantes de naturales tales como :

Tintes mordantes

Tintes de cuba

Tintes directos

Tintes ácidos

Tintes básicos

Tintes dispersos

(Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).

25

CLASIFICACION POR SU TIPO DE TEÑIDO

Tintes

Mordantes

El mordiente que sirve para fijar el colorante en la fibra de algodón, es decir

permite que las partículas del colorante que poseen materias tintóreas queden

adheridas a la estructura de la fibra.

Tintes de cuba

Son colorantes insolubles en su forma coloreada, ejemplo: índigo y purpura

tiria generalmente este proceso se da en un cubo o cuba.

Tintes directos

Son moléculas orgánicas, solubles en agua que se fijan directo a la fibra textil

ya que tienen afinidad y se adhieren de forma directa, por ejemplo: la

cúrcuma, annatto, granada y cártamo.

Tintes ácidos

Estos tintes son solubles en agua y se usan en condiciones acidas, poseen

grupos ácidos sulfónico o ácidos carboxilo que precipitan en las fibras como:

seda, lana y nylon.

Tintes básicos

Tintes básicos son sales amónicas, complejos formados por cloruros de Zinc

o por aminas también llamados tintes catiónicos son adsorbidos pos-algodón

y nylon.

Tintes

dispersos

Son tintes cuya naturaleza hidrofilica contribuyen a una mayor

biodegradabilidad y se adhieren a fibras de poliéster y acetato.

Cuadro 8. Clasificación por su tipo de teñido


26

Especies Utilizadas para la obtención del colorante para en el proceso de teñido en

fibra de algodón

En este estudio se utiliza especies de origen animal como el insecto cochinilla y de origen

vegetal: flor de retama y de la col morada para obtener colores primarios los cuales serán

empleados en el proceso de teñido en fibra de algodón ver en el cuadro 9.

Especie /Familia Nombre

Común

Parte Utilizada Color

Obtenido

Dactylopius Coccus Costa Cochinilla Cuerpo del

insecto hembra

Rojo

Brassica oleracea var. capitata f.Rubra Col Morada

Hojas

Azul

Retama sphaerocarpa L.

Especie Genista L.

Flor de

retama

Hojas Amarillo

Cuadro 9. Especies utilizadas en el proceso de teñido en fibra de algodón


2.2.1 Colorante de Origen animal

Ácido carmínico de la cochinilla

El Ácido carmínico se obtiene a partir la cochinilla Hembra (Dactylopius Coccus Costa). Es

una sustancia polar soluble en agua, en etanol y a bajas concentraciones de ácido clorhídrico,este

ácido presenta una coloración roja la cual puede variar hasta purpura cuando el pH aumenta ,es de

fórmula 𝐶22𝐻20𝑂13 se descompone a 120 °C su punto de fusión es 136°C , tiene mayor resistencia

a la oxidación química y al calor a diferencia de los colorantes sintéticos ,su nombre químico es

Acido 7-β-D-glucopiranosil-3,5,6,8-tetrahidroxi-1metil-9,10-dioxoantraceno-2-carboxilico, es un

producto estable soluble en medios alcalinos, agua o alcohol, los cambios de colores y de pH del

ácido carmínico anaranjado a pH=3 , rojo pH=5.5 y purpura a pH=7 (Agreda Rodriguez, 2009).

En la figura 9 muestra la estructura de ácido carmín a partir del insecto llamado cochinilla

(Dactylopius Coccus Costa).

27

Fuente: (Arroyo Figueroa , Ruiz Aguilar, Vargas Rodriguez , & González Sánchez , 2010)

En la Figura 10 se observa la interacción de los iones de la celulosa (fibra de algodón),

utilizando como mordiente Alumbre y el colorante rojo a partir de la cochinilla (Dactylopius

Coccus costa)

Fuente: (Arroyo Figueroa , Ruiz Aguilar, Vargas Rodriguez , & González Sánchez , 2010).

Composición del Ácido Carmínico

Composición en % de la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa). Ver Tabla 5.

Tabla 5. Composición porcentual del Ácido Carmínico

Carbono 53.66%

Hidrogeno 4.10%

Oxigeno 42.24%


Figura 9. Estructura Química del ácido Carmínico contenido en el insecto seco (Dactylopius Coccus costa)

Figura 10. Interacción de los iones del algodón, mordiente y colorante a partir de cochinilla.

28

Propiedades Químicas del Ácido Carmínico

Las principales propiedades del ácido carmínico obtenido por extracción hidroalcohólica del

insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) ver el cuadro 10. Este colorante presenta una gran

ventaja a diferencia de los colorantes sintéticos son resistentes a la oxidación química también

como al calor.

Cuadro 10. Principales propiedades química del ácido Carmínico

Fuente: (Artega cifuentes, 2011)

Antraquinonas del Ácido Carmínico

Las antraquinonas son compuestos fenólicos, constituye el grupo más abundante de las

quinonas naturales, base y fuente de una considerable cantidad de colorantes.La estructura general

de las antraquinonas ver en la figura 11. La alizarina, 1,2-dihidroxiantraquinona , la antraquinona

se encuentra en estado natural tales como en plantas de las familias leguminosea

,Rubiceae,liliaceae, en hongos,liquines e insectos las quinonas naturales varían desde el color

Aspecto Polvo Rojo Brillante

Formula molecular 𝐶22𝐻20𝑂13

Masa molar 492,39g/mol

Punto de fusión 409K (136°C)

Soluble En agua Aprox.3g/100ml o alcohol

Soluble en soluciones alcalinas

Insoluble éter de petróleo, benceno y cloroformo

Su punto de fusión 136°C

Se descompone 120°C

Tóxico No

Código UE E-120

Es un producto estable Muy estable

Sensibilidad pH

29

amarillo pálido al casi negro, sustancia colorante de gran aplicación en tintorería, otro colorante

que obtiene el pigmento de las antraquinonas es el ácido carmín es un colorante que se encuentra

en los cuerpos deshidratados de las hembras del insecto cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

que parasita en el cactus (IIIa & Tairo, 2015).

Fuente: (Vélez Serna & Villa Pulgarin, 2012)

2.2.2 Colorantes de Origen Vegetal

Los colorantes de origen vegetal se pueden extraer de diferentes partes una planta, ver tabla 6.

Tabla 6. Partes de los Vegetales que se pueden utilizar como fuente de extracción de colorantes

Partes de los Vegetales que se usan para obtener Colorantes Naturales

Código Frecuencia %

Hoja 13 28.3

Cascara 10 21.7

Flor 9 19.6

Fruto 6 13

Raíz 6 13

Rama 2 4.3

Total 46 100

Fuente (Quintriqueo M, Gutiérrez S, & Contreras, 2012)

Figura 11. Estructura General de las Antraquinonas

30

Antocianinas de la Col Morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra)

El termino antocianina (del griego anthos=flor y kia-nos=azul), en 1927 fue propuesto por el

farmacéutico alemán Adolf T. Lewandoski. Son pigmentos hidrosolubles fenólicos de la familia

de los flavonoides son glucósidos es decir están constituidos por una molécula aglicona donde se

une a una molécula de un azúcar por un enlace glucosídico como una antocianidina. Generalmente

estos pigmentos se encuentran en las vacuolas de las células vegetales como en frutas, bayas, flores

otorgando una infinidad de colores que van desde el color rojo, purpura o azul (Heras , Alvis, &

Arrazola, 2013).

En la figura 12 se observa la estructura básica de las antocianinas, normalmente un núcleo flavón

se caracteriza por dos anillos aromáticos A y B con tres puentes de carbonos los cuales pueden

estar unido a uno o más grupos hidroxilos (OH), generalmente es la estructura elemental de todo

polifenol, otra de las características de una antocianina es que posee un oxígeno protonado en el

anillo C , al cual grupos de azucares como: los monosacáridos (posición 3 ) y los disacáridos

(posición 3 y 5 ) , se presentan unidos al carbono 3 . Estos grupos de azucares en las moléculas

otorga mayor estabilidad y solubilidad a la estructura de las antocianinas.

Fuente: (Castañeda Sanchez & Guerrero Beltran, 2015)

Figura 12. Estructura Básica de las antocianinas

31

Según (Aguilera Ortíz, 2011) La familia de los flavonoides son los responsables de

proporcionar los colores rojo, violeta y azul del reino vegetal como las flores, hojas y frutos. Los

colores de las antocianinas dependen de los niveles de hidroxilación y metoxilo en el anillo B que

es la aglicona de la antocianina, que determina el tipo de antocianidina. Se ha especificado doce

tipos de antocianidina las más frecuentes se describe en la tabla 7 que son: la pelargonidina, con

la cianidina, también la delfinidina, peonidina, petunidina y por último malvidina.

Fuente: (GARZÓN1, 2008)

Las antocianinas al interactuar con diferentes clases de hidratos de carbono se forman los

principales sustituyentes, es decir diferentes antocianinas (GARZÓN1, 2008), observar la Tabla

7 en la col morada se encuentra la delfinidina, ver en la figura13 la estructura química.

Fuente: (Pereira, 2014)

Tabla 7. Sustituyentes de las antocianinas

figura 13. Estructura química de la delfinidina (Derivada de la Antocianina –Col Morada)

32

Influencia de la temperatura y pH de la antocianina

Las antocianinas son relativamente inestables, pero si se lo encuentra en estado natural, medios

ácidos se puede degradar el color durante el almacenamiento a temperaturas elevadas. Las

soluciones de antocianina se secar por un proceso de aspersión a temperaturas superiores a 100°C

donde procede a degradarse el color y que las temperaturas inferiores a los 90°C la degradación es

menor. El tono y estabilidad está influido por rangos fisicoquímicos donde tienen influencia los

sustituyentes Hidroxilo o metoxilo. Ver tabla7. Y los azucares variando el color y la reactividad

de las antocianinas, es decir entre más grupos hidroxilos, el color se convierte de rosa a azul

(Castillo Burbano , 2006). En la figura 14 se indica los literales desde A-F (los diferentes pH ) y

como es du efecto de degradación.

Fuente: (Castañeda Ovando, Pacheco, Páez Hernández , Rodriguez, & Galán Vidal, 2008)

figura 14. Esquema del efecto del pH y reacción degradación.

33

Luteolina (LUT) de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)

Este tipo de pigmento se encuentra en las hojas y en la corteza comúnmente se presenta en:

apio, diente de león, tomillo y en la flor de retama, La Luteolina (Ver.Figura15) también llamada

luteolol es una clase de flavonoides perteneciente al grupo llamado flavona,en su estructura

molecular por un grupo orto-dihidroxi en el anillo B, doble enlace C2-C3 en conjugación 4-oxo

contiene un hidroxilo en la posición 5 ver la figura 15. Su fórmula molecular es: 𝐶15𝐻10𝑂6 (Alfaro

Marabolí, 2009).

Fuente: (Alfaro Marabolí, 2009)

La extracción de Luteolina se puede realizar a partir de destilación por vapor y por solventes

orgánicos tal como: etanol, éter de petróleo, metanol, cloroformo y éter dietílico. Sin embargo, los

solventes presentan algunas desventajas como: la degradación y pérdida de componentes biactivos

y el tiempo de proceso y volúmenes de solventes. Una de sus propiedades físicas es su masa molar

286.24g/mol, su nombre según la IUPAC 2-(3,4Dihidroxifenil)-5,7-dihidroxi4-cromenona.

(Alfaro Marabolí, 2009).

Figura 15. Estructura química de la Luteolina

34

Método de separación de pigmentos de origen natural

2.3.1 Extracción

Según (Vigueras, 2016) la extracción es una de la operación básica del laboratorio y se define

como la separación de un componente, mezcla o solución por medio de un disolvente se puede

realizar en los 3 estados de la materia pueden ser:

Extracción solida –liquido.

Extracción liquido-liquido.

Extracción gas-liquido.

La extracción de las diferentes fuente de pigmentos como: flavonoides(Luteolina y

antocianinas) se lo realiza a partir de material vegetal seco , debe de pasar por un proceso de

molienda para facilitar la extracción de compuestos flavonoícos , esto también depende de la

solubilidad, los flavonoides poseen un número de grupos hidroxilos o azucares los cuales son

considerados como compuestos polares para solventes orgánicos como : etanol, metanol , agua ,

butanol y acetonas .Las antocianinas son consideradas flavonoides de baja polaridad por lo que se

trata el material vegetal seco con etanol conteniendo HCl (Ácido clorhídrico ) a bajas

concentraciones ,es decir al 1% donde se extrae inmediatamente observándose en la solución su

cambio de color (Reynaldo & Cartaya, 2001).

2.3.2 Separación (Pigmento-Solvente)

Para la separación componentes de una mezcla homogénea a nivel de laboratorio, hay diferentes

tipos de métodos como son: Filtración, destilación, disolución y reparto (Galarza Medina , 2013).

35

Destilación

Es un proceso que consiste en separar una sustancia de una mezcla liquida homogénea por

medio de vaporización y condensación. Su fundamento es aprovechar los diferentes puntos de

ebullición de los componentes es una propiedad única de cada sustancia, es decir, no varía en

función del volumen o de la masa (Galarza Medina , 2013).

2.3.3 Filtración

Es una operación unitaria que permite separar los sólidos suspendido en un líquido por medio

de un mecanismo ya sea poroso, tamiz o criba (Galarza Medina , 2013).

Métodos para caracterización de los colorantes

2.4.1 Espectrofotometría Ultravioleta-Visible

La espectrometría es un procedimiento de análisis instrumental más usado en el laboratorio y

su fundamento consiste en la absorción de la luz por parte de un elemento para dar su

concentración. Su funcionamiento se basa en la coloración de una pequeña muestra de una

solución al equipo de espectrofotómetro. Este dispositivo, consiste en determinar la absorbancia

de luz de una sustancia a una determinada longitud de onda. Esto nos permite conocer e identificar

si existe alguna modificación o transformación en sus grupos funcionales en la molécula

antraquinona, luteolina y antocianina (Sanchez, 2013).

En la figura 16 se observa el esquema básico de los componentes de un espectrofotómetro UV-

Visible el mismo que consta de: Lente condensante, monocromador, rendija, cubeta (paso óptico)

y fuente de luz.

36

Fuente: (Moldovan, 2016).

Las antocianinas debido a su estructura presentan máximo absorción tanto en la región visible

se caracterizan por tener 2 bandas separar en la región visible 465nm y 550 nm y otra más pequeña

en el UV alrededor de 275nm .Por ejemplo para la cianidina-3-glucosido entre ( 𝜆𝑚𝑎𝑥523𝑚𝑛),

delfinidina(𝜆𝑚𝑎𝑥544𝑚𝑛), delfinidina-3-glucósido (𝜆𝑚𝑎𝑥534𝑚𝑛) ( (Martinez Rivera, 2015).

La tabla 8 indica el color absorbido, la longitud de onda y el color observado mediante análisis

espectrofotométricos a partir del ácido carmín obtenida de la cochinilla (Dactylopius Coccus

costa).

Figura 16. Características del espectrofotómetro UV-Visible

37

Tabla 8. Tabla de referencia de longitud de onda a partir de un análisis por espectrofotómetro UV-Visible del ácido

Carmínico

Longitud de onda

máxima absorbancia (nm)

Color Absorbido Color observado

380-420 Violeta Amarillo verdoso

420-440 Azul violáceo Amarillo

440-470 Azul Naranja

470-500 Verde azulado Rojo

500-520 Verde Purpura

520-550 Verde amarillo Violeta

550-580 Amarillo Azul violáceo

580-620 Naranja Azul

620-680 Rojo Verde azulado

680-760 Purpura Verde


La luteolina es capaz de absorber la luz en una longitud de onda entre 440nm y 590nm en un

espectro visible de 446nm (Arellano Corral, 2011).

2.4.2 Ley de LAMBERT-BERR

La ley de Lambert –Beer es una ecuación que vincula la absorción de la luz monocromática a

una longitud de onda definida, con la concentración de un material (cromóforo en solución)

atravesado, es decir la ley establece que la concentración de una sustancia es directamente

proporcional a la absorbancia de una solución. Conocer espectro de absorción de una solución se

puede determinar la concentración de la solución utilizando la ecuación:

38

[𝐶] =𝐴

𝜀∗𝐿 Ec: 1

Donde:


A= absorbancia de la sustancia



Los coeficientes de extinción molar, este coeficiente puede variar según el tipo de compuestos

absorbentes y con su longitud de onda para cada compuesto (Ayaguari Morocho , Fabian

Adalberto;, 2017).

Fibras textiles

Una Fibra textil es una serie de filamentos y cadenas largas individuales usadas para formar

hilos obteniendo tejidos mediante el proceso de hilado y algunos procesos físicos o químicos. La

fibra textil se considera a cualquier material cuya longitud sea mayor a su diámetro, este parámetro

es esencial para el proceso de hilado, se denomina fibra corta aquellas hebras que su longitud es

de 6 cm y llaman hebras continuas a los filamentos. Las Fibras textiles se clasifican según su

origen, en artificiales y sintética. De origen natural tenemos: animales, vegetales y de minerales.

Las de origen vegetal generalmente son celulósicas se obtienen de semillas, tallos hojas y raíz. Por

ejemplo, de las semillas de puede obtener el algodón, el fruto del algodón es una capsula donde se

en encuentran las semillas alojadas cubiertas por una masa de fibras estas contienen 91.5% de

celulosa pura (Pereira, 2014). En la figura17 indica la clasificación de las fibras naturales.

39


2.5.1 Clasificación de Fibras Orgánicas de origen vegetal

La figura 17 detalla la clasificación de las fibras de origen vegetal

Figura 18. Clasificación de Fibras Vegetales


Fibras Naturales

Fibras organicas

Fibras vegetales

Fibras animales

Fibras Inorganicas

Fibras apartir de Minerales

Figura 17. Clasificación de fibras de origen Natural

Cla

sifi

caci

on

de

Fib

ras

Veg

eta

les

De semilla Algodon

capoc

De Tallos Lino

De Hojas Manila

De Frutos Coco

40

2.5.2 Algodón

Es una planta de cultivo tropical, del género botánico Gossypium donde se conoce más de 30

especies como Gossypium hirsutuml., Gossypium arboreum L., Gossypium barbadense L., esta

última clase de algodón es originaria de América del Sur. Este género es perteneciente a la familia

de la malváceas, también está vinculada con otras especies como la malvarrosa (Bermeo, 2014).

Fuente: (Ding, 2013)

La fibra de algodón se desarrolla en las semillas y es considerado como celulosa pura debido a

sus altas concentraciones de este que rodea entre los 88-96% y una mínima cantidad de cera y

sustancias orgánicas e inorgánicas.VerFigura21.La celulosa es un biopolímero por lo que es

biodegradable, desde un punto de vista bioquímico está estructurado por largas cadenas de

carbohidrato polisacárido y su fórmula empírica es (𝐶6𝐻10 𝑂5)𝑛 donde n=200 teniendo como

valor mínimo. (Morillo Chandi, 2012).

La formación de la estructura de la glucosa se da por la unión de moléculas de β- glucosa a

través de los enlaces β-1,4-glucosidico, lo cual lo hace insoluble en agua. El algodón es muy

utilizado en las industrias textiles a nivel mundial ya que tiene las siguientes características:

Suavidad

Arrugado con facilidad

Buen absorbente

figura 19. Estructura química de la celulosa

41

Resistente al calor

Durabilidad.

En la figura 19 se observa la unión de los enlaces en cadenas continuas de la celulosa

Fuente: (Pereira, 2014).

2.5.3 Constitución y estructura química de la celulosa

La célula vegetal está constituida por celulosa que es un polímero natural importante, así como

la pectina, lignina y la hemicelulosa. Las fibras naturales se lo puede encontrar normalmente el

algodón, cáñamo, ramio, lino, yute, etc; los mismos que están compuestos de celulosa (60-90%).

Para eliminar las impurezas contenidas en la celulosa como grasas, pectinas y proteínas debe ser

tratada con sosa con el cual también pasa por un proceso de blanqueo con peróxido de hidrógeno

(𝐻2𝑂2) para eliminar las pigmentaciones. La fórmula de la celulosa es (𝐶6𝐻10𝑂5)𝑛 en el cual está

formado por condenas de glucosa 𝐶6𝐻12𝑂6, donde se unen con un grupo hidroxilo glucósido del

C-1 y de una molécula del grupo hidroxilo alcohólico del C-4, con una separación de agua.

(Peñafiel, 2011).

Figura 20. Unión de enlaces Hidrogenados en Cadenas continúas de Celulosa

42

En la figura 20 se observa la formula Química de la celulosa

Figura 21. Formula Química de la Celulosa

Fuente: (Peñafiel, 2011)

La fibra de algodón y su composición química

Las sustancias impuras de componen la fibra de algodón no se puede medir con exactitud ya

que estos dependen del origen de procedencia y las circunstancias climáticas donde se ha sembró.

En la tabla 9 se escribe la composición química el algodón:

Tabla 9. Composición Química de la fibra de algodón

Composición de la fibra de algodón % del componente

Celulosa 88.0 – 96.0

Agua 6.0—8.0

Proteínas 1.1—1.9

Sales minerales 0.7—1.6

Pectinas 0.7—1.2

Cera 0.4—1.0

Elaborado por: Viviana Ponce y Bryan Quinde.

43

Propiedades físicas de la fibra de algodón

Las principales propiedades físicas para la identificación de una fibra textil algodón se muestra

en la tabla 10.

Tabla 10. Propiedades Físicas de la Fibra de algodón

Absorbancia (%) 7-11

Elongación (%) Húmedo: 3

Seco: 3

Recuperación elástica (%) 5-7

Resistencia a la luz solar Buena

Peso especifico 1.52

Densidad y gravedad especifica 1.52 (g/ml)

Temperatura segura del planchado 218 °C

Punto de fusión No se funde

En flama Arde

Fuente: (Peñafiel, 2011).

2.5.4 Producción de Algodón en Ecuador

Actualmente en Ecuador las zonas más productivas se encuentran en la costa en las Provincias

de Manabí en Tosagua, Guayas en el cantón Pedro Carbo y Loja en menor producción , el ciclo

productivo del algodón es aproximadamente unos 150 días en Guayas generalmente las siembras

empiezan en el mes de enero y febrero su cosecha va desde mayo hasta agosto mientras que en la

Provincia de Manabí su siembra se produce en los meses de Diciembre hasta abril y su cosecha

desde mayo hasta Octubre, la productividad promedio es de 2.900kg de algodón rama por hectárea.

44

La FAO (Organización de las naciones unidad para la alimentación y la agricultura) y

Funalgodon es una organización de fomento al cultivo de la oleaginosa ubicada en la provincia de

Manabí planteo un programa de Cooperación Internacional BRASIL-FAO genrando el desarrollo

agrícola generando empleo y mucho más ingreso al país (Organizacion de Naciones Unidas para

la alimentacion y la agricultura, 2018).

2.5.5 Ubicación geográfica del sector textil en Ecuador

Las empresas textiles se encuentran están distribuido en diferentes provincias del Ecuador

ubicadas en diferentes provincias del territorio ecuatoriano, pero la mayoría de este tipo de

industria con mayor producción se encuentran ubicadas en las provincias de Guayas, Azuay,

Tungurahua e Imbabura siendo esta última con mayor actividad textilera; teniendo el 46% de la

producción cubriendo demanda tanto interna como de exportación, seguida por la provincia de

Chimborazo que aporta con el 15% de la producción, Azuay con el 11,7%, Carchi aporta con el

10,8% y el 5,2% la provincia de Tungurahua y el porcentaje restante se encuentra en el resto de

provincias (Clemente, 2015).

Proceso de teñido de la Fibra de Algodón

En Proceso de teñido con colorantes de origen natural, estos requieren de un mordiente como se

muestra en la figura 22 el esquema del comportamiento entre la fibra de algodón y el mordiente

(Temperatura vs Tiempo).

45

figura 22. Esquema del Proceso de teñido en Fibra de algodón con colorantes de origen vegetal

Fuente (Yusuf, Shabbir, & Mohammad, 2017).

2.6.1 Tratamientos preventivos

A toda fibra que se somete a un tratamiento de teñido inicialmente se le aplica una serie de

tratamientos como son:

Desmineralizado

Este tratamiento tiene como objetivo eliminar el contenido de iones alcalinos y de metal pesado

que contiene la fibra (Pereira, 2014).

El descrude

Tiene como objetivo la purificación de la fibra de algodón ya que contiene gran cantidad de

impurezas en especial las ceras y grasas y estas se encuentran localizadas en la pared primaria de

la fibra de algodón para poder facilitar la absorción del agua y poder obtener la uniformidad del

teñido. (Pereira, 2014).

46

Blanqueamiento

En este proceso se emplea un agente oxidante más utilizado en la industria textil es el peróxido

de hidrógeno con el objetivo de retirar la diferencia de oxidación que presenta la fibra en su estado

natural que es amarillento o azulado la meta de este proceso es obtener un alto grado de blancura

para que en el proceso de teñido tenga un mejor aspecto y logar un bajo contenido de impurezas

nativas, durezas, metales pesados grasas y ceras (Pereira, 2014).

Antipilling

El pilling es un efecto no deseado sobre los tejidos ya que se presenta una formación de bolitas

arredradas o en forma de pelusas, la normas aplicables para la resistencia al pilling son: ASTM-

D4970,ASTM-D3512 ,ISO12945. Este tratamiento consiste en una hidrolisis controlada de las

fibras celulósicas por medio de celulosas (Pereira, 2014).

El Teñido

El proceso de teñido de las fibras textiles se realiza por una solución acuosa llamada baño de

teñido. Este proceso se puede dividir en varias etapas: primero el colorante se dispersa en una fase

líquida con el fin introducirse en la fibra, segundo la fase liquida del colorante pasa a sólido sobre

el área de la fibra y tercer el colorante establece un enlace en la fibra con el objetivo de estar fijo

en el mismo. Para que el proceso de teñido sea comprobado, el colorante debe quedarse

permanente en la fibra si perder coloración en un proceso de lavado. Otro factor que influye es que

la luz evitando que afecte el desteñido rápido la fibra coloreada, muchas plantas y animales

producen pigmentos, pero muy pocos pueden ser utilizados en industrias textiles debido a estas

limitaciones (Dos Santos M., Maier, M, 2008).

47

Mordientes

Son sustancia química que pueden ser de origen natural o también sintético con el objetivo de

fijar los colorantes a la fibra de una manera uniforme y deben ser estables al proceso de lavado y

al contacto con la luz, debido a la fusión molecular entre la fibra y el colorante, este se impregne

al interior de fibra y ayude a fijar el color del tinte a la fibra. El mordiente al contacto con el agua

caliente esta se disuelve, la sal disodica y el metal queda como un catión metálico (+), es decir el

catión metálico se une a la fibra textil y forma un enlace con las moléculas del colorante es decir

rompe el enlace hidrogenado posicionándose el ion metálico del mordiente y con el átomo de

hidrogeno a la fibra, los mordientes se emplean en pocas cantidades ya que el exceso puede dejar

a la fibra rígida y áspera (Obando Portillo, 2013).

En la Figura 23 indica el esquema de los mordientes en la fibra (A) se observa el colorante y la

fibra sin mordentar, (B)(C) y(D) se observa el colorante unido a la fibra previo el proceso de

Mordentado con sales como : Hierro , Alumbre , Cobre.

Fuente: (Zelzman, 2008)

Figura 23. Esquema del comportamiento de los colorantes con mordientes unido a la fibra textil.

48

Existen 2 tipos de mordientes los de origen natural se los utilizaban antiguamente como, por

ejemplo: sal, el limón, vinagre o ácido acético también existen los mordientes de origen mineral

especialmente de sales metálicas como el aluminio, el cobre y también el hierro. (Pazos, 2017).

En la tabla 11 se observa los mordientes más utilizados para la fibra textil.

Tabla 11. Mordientes Utilizados en la Industria Textil

Nombre Porcentaje (%) a

utilizar (g)

Formula Química

Alumbre 25.0 𝐾𝐴𝑙(𝑆𝑂4) ∗ 24 𝐻2𝑂

Dicromato de Potasio 1.5-4.0 𝐾2𝐶𝑟2𝑂7

Sulfato cúprico 3.0 𝐶𝑢𝑆𝑂4

Crémor tártaro 6.0 𝐾𝐶4𝐻5𝑂6

Cloruro de estaño 2.0-4.0 𝑆𝑛𝐶𝑙2

Sulfato de Fierro 3.0 𝐹𝑒𝑆𝑂4


Alumbre

Alumbre es una sal también es conocida como sulfato de alúmina y potasa proviene de un

mineral que se presenta en forma de piedras transparentes de origen volcánico esta sustancia fue

usado por sumerios, Egipto y romanos como en curtido de pieles, para tintes de tejidos,

purificación de agua, etc. Actualmente en la industria textil se lo combina con crémor tártaro con

el objetivo de fijar el color en la fibra se obtiene mejor resultados para tonos claros debido a que

su resistencia a la luz es mediana ,esta sustancia se aplica en pequeñas cantidades debido al exceso

de alumbre podría deteriorar o volver pegajosa a la fibra (IIIa & Tairo, 2015).

49

Técnicas de teñido

Después del proceso de extracción de los colorantes naturales para logar un teñido en fibras

textiles se requieren de procesos de teñido atreves de métodos convencionales hasta métodos

innovadores.

En la figura 24 se observa cómo interactúan las moléculas del algodón con el mordiente sulfato

ferroso.


2.7.1 Mordentado Directo

Es el método más primitivo que consiste en introducir la fibra textil directamente al baño de

tinte después de que las fibras cumplan con la eliminación completa de impurezas (Pazos, 2017).

2.7.2 PreMordentado

Premordentado es cuando se introduce la fibra sin teñir en agua tibia la cual contenga un

mordiente con agua suficiente hasta que la fibra esté cubierta totalmente, el tiempo que se deja

calentar aproximadamente es de 30minutos a 1 hora en constante agitación (IIIa & Tairo, 2015).

figura 24. Esquema del efecto del mordiente con la fibra de algodón.

50

2.7.3 PostMordentado

Se coloca la fibra previamente teñida y premordentada introducirla en agua tibia que contenga

un mordiente en este caso el alumbre. El objetivo d este proceso es de cambiar la tonalidad y

reforzar la solidez ala lavado (Pazos, 2017).

Factores de la propiedad de Teñido

2.8.1 Absorción

Está en la primera fase donde va a ocurrir la difusión hacia el interior de la fibra esta difusión

liquido –solido, depende del tamaño molecular de la especie que va a difundir y del tipo de

estructura de la fibra, en la absorción se debe tomar en cuenta los siguientes parámetros:

Naturaleza del colorante

Relación de baño

pH

Temperatura

Tipo de fibra

Fuente: (Pereira, 2014)

2.8.2 Acidez y alcalinidad de los tintes naturales

La acidez o alcalinidad del baño de teñido es uno de los parámetros muy importante y se lo

puede obtener por medio de los potenciómetros o por medio del papel indicador en laboratorios,

la condición de este parámetro puede verse afectado debido al comportamiento que puede

presentarse en el tinte (Loredana, 2009).

51

2.8.3 Influencia de la afinidad del Colorante

La afinidad entre el colorante y las fibras textiles se determina por su estructura molecular

siempre se debe de tomar en cuenta la naturaleza del colorante y también de la fibra (IIIa & Tairo,

2015).

2.8.4 Relación de baño

La relación de baño también conocida como razón de licor y es la relación entre el volumen de

solución con respecto a el peso de la fibra a teñir es decir 1:50 esta relación de baño nos indica que

por cada 1 kilogramos de tela se necesitan 50 litros de baño. En un periodo de tiempo donde el

colorante y la fibra a teñir interactúan permitiendo la migración de las moléculas de colorante hacia

la fibra es importante en el proceso de teñido saber cuándo termina la difusión y cuando empieza

la fijación del colorante el objetivo es que el resultado sea un teñido eficiente en menor tiempo

posible evitando deteriorar la fibra (Loredana, 2009).

2.8.5 Influencia del Tiempo de contacto Fibra/Baño

El tiempo de contacto entre el colorante y la fibra permite la migración de las moléculas de

colorante hacia la fibra el tiempo de contacto es de 30 minutos a 1 hora (IIIa & Tairo, 2015).

2.8.6 Temperatura de teñido

La temperatura en un factor importante para la fijación del color en las fibras textiles debido a

que la difusión de las moléculas de colorantes depende de la temperatura, a mayor temperatura la

movilidad y energía de las moléculas aumenta favoreciendo la migración de las mismas desde el

baño tintóreo hacia la fibra .A los 40°C las fibras absroben los colorantes más lentamente en

relación a una temperatura de 90°C (IIIa & Tairo, 2015).

52

Pruebas de calidad

2.9.1 Prueba de calidad a la Fibra de Algodón antes del teñido

Reacción a la llama

Según la normativa ecuatoriana NTE INEN 2 527:2010 Textiles de Identificación de Fibras.

Ensayo Cualitativo en la tabla A3 Reacción a la llama. Se observar las condiciones requeridas para

comprobar si es fibra de algodón (Instituto Ecuatoriano de Normalizacion, 2010).

2.9.2 Prueba de calidad a la Fibra después del proceso de teñido

Solidez al frote

Está es una prueba que consiste en comprobar la cantidad de color trasmitido en la superficie,

es decir determina la resistencia de color en la fibra de algodón. La baja solidez al frote puede ser

debido a la deficientes tratamiento de pre-teñido, las condiciones de teñido y calidad del agua. Para

la fibra de algodón se realiza con ayuda de un paño seco y otra con uno húmedo y posterior la

frotación en la fibra textil se verifica el total de colorante transmitido (Bermeo, 2014).

Solidez Al Lavado

Este procedimiento consiste en el lavado de la fibra, utilizando detergentes o jabones con pH

neutro, frotar y posteriormente enjuagar repetir varias veces, esto se hace con el fin de determinar

la resistencia del colorante en la fibra y observar si el tinte o el mordiente son beneficiosos. (IIIa

& Tairo, 2015).

53

Solidez A La Luz

Esta prueba se lo puede realizar por distintos métodos ya sea por exposición directa a la luz

solar o por el método de fluorescentes, cuyo objetivo es evaluar el grado de decoloración y

resistencia (Bermeo, 2014).

Determinación de color

Colorimetría

La colorimetría técnica que permite estudiar la medida de los colores y desarrolla métodos para

la cuantificación y percepción del color. El colorímetro es un instrumento el cual sirve para la

identificación del color, es decir permite medir la absorbancia de una disolución en una frecuencia

de la luz específica, es decir la absorbancia es proporción a su concentración, donde los sensores

miden cuanto es la cantidad de luz que atraviesa el disolvente (Ding, 2013).

Espacio de color Cielab

La colorimetría de triestímulo, o también conocido como coordenada CIE L*a*b, donde:

L: luminosidad 0 negros a 100 blancos

a*=Coordenadas (+aRojo, -aVerde)

b*=Coordenadas (+b Amarillo, -b Azul)

El espacio de color CIE L*a*b Actualmente es uno de los espacios de color más utilizados usado

para evaluar el color de un objeto, en el cual utiliza la curva espectral ya codificada por la comisión

internacional de iluminación (CIEL X, Y y Z -1931) es un modelo cromático es utilizado para la

determinación del color que puede percibir el ojo humano, los tres estímulos generalmente (rojo,

verde y azul). Las áreas dentro de las tres curvas se obtienen de las tres curvas las cuales dan las

54

coordenadas triestímulo X, Y y Z (ver en la figura 25). ligadas a las coordinadas de cromaticidad

son entidades matemáticas imaginarias (Herrera Quñonez & Rodríguez Castillo, 2016).

Fuente: (Ding, 2013)

figura 25. Coordenadas rectangulares y cilíndricas del espacio de color CIELAB

55

Capítulo III

Marco metodológico

Metodología de la investigación

El proyecto de titulación estará enfocado en los análisis cuantitativos tales como: análisis por

espectrofotómetro y colorimetría. También se realizará análisis cualitativos como son: observación

de la mejores fijaciones y tonalidades de los color amarillo, azul y rojo en las telas teñidas

utilizando los diferentes tipos de colorante extraídos para el proceso de teñido en la fibra de

algodón. Las fuentes de origen natural utilizadas para este estudio son: la col morada (Brassica

oleracea var. Capitata f. Rubra) para obtener la antocianina, la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L.) para extraer la Luteolina y la cochinilla (Dactylopius Coccus Costa) para

obtener el ácido carmínico, las experimentaciones se realizarán en los laboratorios de

Investigación: Laboratorio de Tratamientos de aguas residuales y en el laboratorio de

microbiología de la facultad de Ingeniería Química y los análisis en la facultad de Ciencias

Químicas de la Universidad de Guayaquil.

Enfoque metodológico

3.2.1 Investigativo

La extracción de colorantes de origen natural mediante diferentes técnicas y que puedan ser

remplazar con los colorantes sintéticos utilizados en las industrias textiles para teñir fibra de

algodón.

Experimentación

3.3.1 Construcción del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón.

El equipo será construido a nivel de laboratorio con el objetivo de facilitar el proceso de

teñido con los colorantes naturales extraídos.

56

3.3.2 Materiales y equipos empleados para la construcción de un equipo para el proceso

de teñido en fibra de algodón.

En la tabla 12 se describen los principales materiales y equipos que se utilizaran con sus

respectivas marca, dimensiones y capacidades para la construcción de equipo de teñido en fibra de

algodón.

Tabla 12. Materiales y equipos utilizados para la construcción del equipo de proceso de teñido.

Materiales Marca Dimensiones Capacidad

1 Cocina eléctrica. Hometech L= 45

a= 24 cm

x= 5 cm

2 hornillas

1 Base de madera. S.M. L=47 cm

a=32.5 cm

h=30 cm

8 tarros

2 Motores. Faulhaber

schonaich

L= 12 cm

D= 5 cm

24 voltio

8 ejes S.M. D= 0.46 cm

L= 20 cm

1 tela

1 Fuente de

alimentación

EVL L= 20 cm

a=9.5 cm

x= 4cm

24 voltio - 8

amperios

Conmutada.

16 Rulimanes. Vm D interno: 6 mm

D externo:13 mm

Espesor: 5.5 mm

1 eje

2 Placa metálica. S.M. L=22 cm

a=22 cm

x=0.1 cm

1 placa para 4

tarros de latas

1 Termómetro. France

Promolab

L= 30 cm

D= 0.6 cm

-20 a 100 °C


57

El equipo constará de varios instrumentos, una cocineta eléctrica de 2 hornillas que proporcionará

el calentamiento constante a los 8 recipientes de latas, en el interior de cada recipiente se agregarán

las telas de algodón, las cuales serán sometidas a un baño de teñido utilizando los tres tipos de

colorantes naturales. Cada recipiente tiene incorporado 1 eje que tiene una hélice, con el fin de

agitar y distribuir uniformemente el colorante natural en la tela en el proceso de teñido.

Para facilitar el proceso de teñido y dar una agitación constante en las telas sumergida en el baño

de teñido contenida en los 8 tarros de latas, tiene incorporado 2 pequeños motores con un regulador

de velocidad de 30 rpm en cada motor, los mismo que dará constante agitación a 4 ejes, para que

esto se cumpla cada eje está conectada al motor por medio de una polea que proporcionara el

movimiento rotatorio a todos los ejes como se observa en la figura 26. Para el funcionamiento de

los dos motores, el equipo de teñido tiene incorporado un dispositivo electrónico que es una fuente

conmutada que reducirá la energía eléctrica que va de 110 voltios a 24 voltios.

Figura 26. Esquema del funcionamiento del equipo de teñido


58

3.3.3 Esquema del equipo para realizar el proceso de teñido

En la figura 27 se demuestra el diagrama de diseño del equipo de teñido, donde se detalla las

partes correspondientes que conforman el equipo de teñido y en la tabla 13 se describen los

materiales e instrumentos que se utilizaran para la construcción de dicho equipo, para realizar el

proceso de teñido en fibras de algodón con los colorantes de orígenes naturales extraídos.

Figura 27. Esquema del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón


8

59

Tabla 13. Materiales e Instrumentos utilizados para la construcción del equipo para el proceso de teñido en fibra de algodón


3.3.4 Experimentación para la obtención de colorantes de origen natural

En esta etapa se describirá los procesos para la extracción de los pigmentos; antocianina de la

col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra) para obtener el colorante azul, la Luteolina

extraído de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.) para tener el colorante amarillo y la

preparación de la solución del colorante rojo a partir del ácido carmín extraído del insecto

cochinilla (Dactylopius coccus costa). Los 3 tipos de colorantes naturales obtenidos serán

utilizados para el proceso el teñido en fibra de algodón.

Obtención de colorante azul (Antocianina) a partir de la col morada (Brassica

oleracea var. Capitata f. rubra).

La extracción se realizará en medios ácidos para logar una mayor concentración de

antocianinas, se observará una coloración roja debido al catión flavilo, después se cambiara el pH

de 7-8 para obtener tonalidades de nuestro interés (Azules).

1 Ejes 5 Base metálica

2 (Fuente de calor) Cocina eléctrica 6 Motores

3 Soporte de madera 7 Rulimanes

4 (Reactores) Latas 8 Termómetro


60

Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para la obtención del

colorante azul (Antocianina) de a partir de la col morada (Brassica oleracea var.

Capitata f. rubra).

En la tabla 14 se indican los materiales, instrumento y equipos utilizados para la extracción de

las antocianinas partir de la col morada, donde se obtendrá el colorante azul para ser empleados en

el teñido en fibra de algodón.

Tabla 14. Materiales, instrumentos y equipos utilizados para la obtención del colorante azul partir de la col morada


MATERIALES MARCA/MODELO CAPACIDAD

Probeta CENCO 10-55-100 ml

Vaso de precipitación RASOTHERM 100-120-500 ml

Matraz Erlenmeyer RASOTHERM 1000 ml

Agitador S.M S.C.

Embudo buchner HALDENWANGER >10 ml

Recipiente ámbar S.M 4 litros

INSTRUMENTO MARCA Capacidad

Balanza analítica SARTORIUS 0-220 g

PH metro ORION STAR 3 0-14

REACTIVOS Pureza

Ácido clorhídrico 37%

Bicarbonato de sodio 100%

Agua destilada 100%

61

Procedimiento experimental para la obtención de colorante azul (antocianina) a

partir de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra).

a. Recepción de la materia prima (Col morada)

b. Se procederá a la reducción de tamaño en trozos pequeños para col morada.

c. Se realizará un lavado en la col morada para eliminar impurezas

d. Se pesará en una balanza analítica 600g de col morada.

e. Se medirá en una probeta 1550ml de agua destilada.

f. Con ayuda de una probeta se medirá 4.2 ml de Ácido clorhídrico al 37%.

g. Se procederá a realizar la solución de agua acidificada (Agua + ácido clorhídrico),

llevar a una concentración del 0.1%.

h. En un recipiente ámbar se verterán la col morada junto con el agua acidificada donde

se llevará a cabo el proceso de extracción de antocianinas.

i. Se dejará reposar durante 3 días a temperatura de refrigeración 4°C. Hasta obtener un

pH 3 para extraer la antocianina.

j. Con ayuda de un filtro se separarán la parte solida los trozos de col morada dejando su

la parte liquida la cual se denominado extracto de antocianina.

k. Se concentrará la solución de antocianinas a punto de ebullición durante 1 hora y 30

minutos.

l. En un Erlenmeyer se medirán 350 ml de la solución concentrada de antocianinas

m. En una Balanza analítica se pesará 3.5g de Bicarbonato de sodio purificado.

n. Se agregará el bicarbonato de sodio purificado a la solución concentrada de

antocianinas, al agitar constantemente se observará el cambio de coloración de rosado

a Azul oscuro debido al aumento de pH y se procederá a medir el pH (Subir de 3 a 7).

62

Diagrama de flujo para la obtención de colorante azul (antocianina) a partir de la

col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra)

Recepción de la prima

Cortado

Lavado y Pesado

mezclado

Extracción (Inmersión)

Filtrado

Concentración

Mezclar

Obtencion del colorante azul

NaHCO3

Col morada

Agua destilada

Agua

Agua destilada + HCl =Solución acidificada al 0.1%

Agua

Figura 28. Diagrama de flujo para la extracción de antocianina para obtener el colorante azul


63

Obtención de colorante amarillo (Luteolina) a partir de la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L.)

La flor de retama se caracteriza por ser una planta tintórea, posee un pigmento llamado

Luteolina el cual se encarga de la tonalidad amarilla en sus hojas, para la extracción de este

pigmento se procederá a utilizar el proceso de maceración o inmersión, con la ayuda de un solvente

orgánico como es el etanol ya que podemos recuperar dicho solvente por un proceso de destilación.

Materiales, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención amarillo

(Luteolina) a partir de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.

Para la obtención del colorante amarillo a partir de la flor de retama, se utilizaron los materiales,

instrumentos y equipos que se describen en la Tabla15 y en figura 29 se describe su proceso.

Tabla 15. Equipos, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención de colorante amarillo a partir de la flor de

retama


MATERIALES MARCA/MODELO CAPACIDAD

Probeta CENCO 10-25-100 y 250 ml

Embudo HALDENWANGER >10 ml

EQUIPOS MARCA Capacidad

Balanza analítica SARTORIUS 0-220 G

PHmetro Onion Star3 0-14

Estufa MLW 10 kg

T=0-100 °C

Rotavapor HEIDOLPH P=0-1 Bar

T=0-200°C

REACTIVOS PUREZA

Agua destilada 99.5%

Etanol 96 °G


64

Procedimiento experimental para la obtención de colorante amarillo (Luteolina)

a partir de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)

a. Recepción de la materia prima (flor de retama).

b. Se realizará la eliminación de tallo y hojas con el objetivo de que solo queden los pétalos

de la flor.

c. En una balanza analítica se pesará y se anotará el peso en base húmeda de los pétalos de

la flor.

d. Se ingresará los pétalos en una estufa eléctrica por un tiempo de 24 horas a 50 °C con la

finalidad de eliminar el exceso de agua.

e. Se pesará los pétalos en base seca para calcular el % de humedad perdida de la flor.

f. Se Colocará las flores en un recipiente.

g. Utilizaremos como solvente el etanol al 96 % se utilizará 2000 ml.

h. Se procederá a realizar el proceso de extracción por maceración durante un tiempo de tres

días con una relación de 1:15 (por cada gramo de flor seca colocar 15 ml de etanol).

i. Se realizará un proceso de recuperación de disolvente utilizando el equipo de desalación al

vacío para la concentración del colorante amarillo.

65

Diagrama de flujo para la obtención de colorante amarillo (Luteolina) a partir

de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)

Figura 29. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo

Recepción de matria prima

Eliminación de hojas y rama

Flor de retama

Humeda

Lavado

Secado

flor de retama (Seca)

extraccion por maceración

destilacion

colorante

Arbusto

retama

Ramas y hojas

(95.20%)

Agua Agua

residual

Etanol

Recuperación del

solvente etanol

Análisis por

espectrofotometría

UV-Vis

Temperatura: 50ºC

Tiempo: 24 horas


66

Obtención de colorante rojo (antraquinona) a partir del insecto Cochinilla

(Dactylopius coccus costa)

La cochinilla es un insecto su nombre científico es (Dactylopius Coccus costa), la cual contiene

gran cantidad de ácido carmínico, es de estructura molecular antraquinona las cuales son

responsable del color rojo.

Materiales, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención del

colorante rojo (antraquinona) a partir del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus

Costa).

En la Tabla 16 se detallarán los materiales, instrumentos y equipos que se utilizaron en el

laboratorio, para realizar el proceso de obtención del colorante Rojo a partir del insecto cochinilla

(Dactylopius Coccus costa).

Tabla 16. Materiales y equipos utilizados para la obtención de colorante Rojo a partir de la cochinilla (Dactylopius Coccus

Costa).

Elaborado por: Bryan Quinde &Viviana Ponce

MATERIALES MARCA /MODELO CAPACIDAD

Embudo Buchner HALDENWANGER >10 ml

Agitador S.M.

INSTRUMENTO MARCA Capacidad

Balanza analítica SANTORIUS 0-220 g

pH metro ORION STAR 3 0-14

REACTIVO PUREZA

Agua destilada 99%

Ácido carmínico 50%


67

Procedimiento experimental para la obtención del colorante rojo (Antraquinona)

a partir del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus costa)

a Se Medirá en una probeta 500 ml de agua destilada.

b Se Introducirá el agua destilada en un recipiente de 1 litro.

c En una balanza analítica se pesará 70 gramos de ácido carmín al 50% de pureza.

d Se realizará la mezcla del agua destilada con ácido carmínico, se agregará de poco a poco

el ácido carmín pesado, hasta que el polvo del ácido carmín quede totalmente disuelto.

Diagrama de flujo para la obtención de colorante rojo (antraquinona) a partir

del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus Costa)

En la figura 30 se describe el diagrama de flujo para el proceso aplicado para la obtención del

colorante rojo.

Figura 30. Diagrama de flujo para la obtención de colorante rojo


Pesado de Materia prima

Mezclado

Colorante para el teñido

𝐻2𝑂 + 𝐶22𝐻20𝑂13

Agua destilada

+

Acido carmín al

50%

Acido carmín al

50%

68

Proceso de preparación de tela de algodón (Gossypium barbadense L) antes del

proceso de teñido.

a Se procederá a la identificación de fibra de algodón por reacción a la llama.

b Se colocará la tela en una superficie plana para obtener una firme estabilidad.

c Se precederá a medir y cortar la tela de 10x10 cm

d Con ayuda de un jabón a pH neutro y peróxido de hidrogeno se lavará la tela de algodón.

e Se colocará la tela en un recipiente resistente al calor

f Se preparará una solución de 2000 ml de agua destilada y mezclar con 50 ml de peróxido

de hidrogeno al 30 %

g Se agregará la solución preparada a la tela para el proceso de blanqueo

h Se someterá a calentamiento por 15 minutos a 80° C

i Se dejará enfriar la tela

j Se procederá a lavar la tela para eliminar la solución de blanqueo

k Se dejará secar la tela por 24h

69

Diagrama de flujo para la preparación de la tela o fibra de algodón

Figura 31. Proceso de tratamiento de la tela de algodón antes del proceso de


Preparación de tela

Cortado

Lavado

Blanqueo

Lavado

Secado

Fibra de algodón

Tela residual

10X10 cm

Agua Destilada y de 𝐻202

Agua

Tela

Agua

70

3.3.5 Proceso de teñido

El objetivo de este proceso es tener la mejor fijación de los tres tipos de colorantes extraídos en

la fibra de algodón, con la finalidad de tener las tonalidades los colores primarios en las telas

teñidas, en el caso de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. Rubra) tener la tonalidad

azul, con la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.), un teñido en fibra de algodón de color

amarillo y con el ácido carmín del insecto (Dactylopius coccus costa) un teñido en la tela de color

rojo. Para este proceso se siguieron los pasos que se describen a continuación.

Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para el proceso de teñido

en fibra de algodón con los 3 colorantes de origen natural.

En la tabla 17 se describen los principales materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran

para realizar el proceso de teñido en fibra de algodón con colorantes de origen natural.

Tabla 17. Materiales, instrumentos y reactivos que se utilizaran para el proceso de teñido con colorantes de origen natural

en fibra de algodón

Materiales Marca/Modelo Capacidad

Vaso de Precipitación RASOTHERM 120 ml

Probeta CENCO 25- 100 ml

Tubos de ensayo con tapón S.M. 20 ml

Instrumentos Marca/Modelo Capacidad

Equipo construido por estudiantes

para proceso de teñido

S.M. 8 latas

Termómetro France Promolab -20 a 100 °C

pH-metro

Balanza analítica

Orion Star3

SARTORIUS

0-14

0-220 g

71


Proceso de teñido con el colorante amarillo de la flor de retama.

En este proceso que se describe a continuación son las condiciones que se sometieron distintas

telas de algodón para tener el mejor resultado de teñido de color amarillo:

a. En varios vasos de precipitación de 120 ml se agregará agua destilada dependiendo del tipo

de concentración de colorante que se va a analizar.

b. Se procederá a medir diferentes volúmenes de colorante amarillo, se mezclará con el agua

destilada contenida en los vasos de precipitación.

c. Se añadirá alumbre (0.2, 0.4 y 0.6 g) en cada solución, contenida en los vasos de

precipitación. Para aumentar el pH de la solución que contiene alumbre se le agrega 0.2 g

de bicarbonato.

d. Se medirá el pH de la solución del baño de teñido.

Reactivos

Formula molecular

Materia prima colorantes de

origen natural (Extracto de

antocianina, Luteolina y

antraquinonas)

Luteolina= 𝐶15𝐻10𝑂6

Ácido

carmín=𝐶22𝐻20𝑂13

Antocianina= 𝐶15𝐻11𝑂7+

Agua destilada 𝐻2𝑂

Alumbre 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3

Bicarbonato de sodio purificado 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

Fibra de Algodón (𝐶6𝐻10𝑂5)𝑛

72

e. Se verterá la solución en los tarros de latas para el proceso de teñido.

f. Se procederá a ajustar la tela de algodón con una medida de 10x10 cm en los ejes del equipo

para el teñido.

g. Se procederá a encender el equipo de simulación de teñido, para calentar el baño de teñido

y medir la temperatura con un crecimiento de 2°C por minuto.

h. A los 60 °C se procederá agregar la tela en el baño de teñido.

i. Cuando el baño de teñido alcance los 90°C. Se dejar la tela de algodón por 1 hora con una

agitación constante de 60 Rpm.

j. Se apagará el equipo de simulación teñido y dejar enfriar la tela es sus respectivos tarros.

k. Se procederá a sacar la tela y dejarla secar por 24h.

l. Con agua destilada se lavará la tela teñida.

m. Se dejará secar por 24 h y planchar la tela teñida.

73

Diagrama de flujo del proceso de teñido con luteína de la flor de retama

Figura 32. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de

colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela.

Preparación de soluciones

(C1, C2 y C3). RB:1/60

Ajuste de pH

Calentamiento de la solucion a 60°C

Teñido de la tela a 90°C

Enfriamiento

secado

Lavado

Secado y Planchado

10 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

20 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

30 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

Insertar la tela

Toma de muestra

Toma de muestra

Tela teñida

Agua

Colorante natural

𝐻2𝑂 + Etanol

Agua destilada Agua destilada


74

Teñido con colorante amarillo a partir de la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L.)

En la tabla 18 se indican las condiciones que tiene cada baño de teñido (RB:1/60), donde se

realizaron 2 procesos distinto: En el primero (𝑃1) las cantidades del mordiente de alumbre: 0.2 g,

0.4 g y 0.6 g está relacionado al 10, 20 y 30 % respectivamente al peso total de la tela a teñir que

es de 2 g, Las concentraciones [𝐶1, 𝐶2 y 𝐶3] son las cantidad de colorante que se añadieron para el

baño de teñido. En el segundo proceso de teñido (𝑃2) se adiciono 0.2 g de bicarbonato de sodio

que representa el 10 % del peso total de la tela con las cantidades respectiva de colorante y

mordiente del proceso 1, donde en cada solución de baño fueron analizado los pH.

Tabla 18. Relación de baño 1/60 con un aumento de pH añadiendo bicarbonato de sodio con el colorante amarillo


Nomenclatura:

P: proceso

C: concentración

𝐵10: bicarbonato de sodio

A: Alumbre

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10

𝐵10= 0.2 g.

𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30

𝐵10= 0.2 g. d 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10

75

Proceso de teñido con el colorante azul obtenido de la col morada.

a. Se procederá a verter en 8 vasos de precipitación de 120 ml, agua destilada dependiendo del

tipo de concentración de colorante que se va a analizar en el proceso de teñido.

b. Se medirá diferentes volúmenes del colorante azul extraída de la col morada y se mezclará

con el agua destilada con la finalidad de tener una relación 1/60 (C1, C2 y C3).

c. Se le agregará alumbre en relación al peso de la tela (0.2, 0.4 y 0.6 g), en cada solución para

tener un pH acido. para el aumento del pH en cada solución se le adiciona 0.2 g de bicarbonato

purificado.

d. Se medirá el pH de cada solución contenida en los vasos de precipitación y luego verter la

solución en los tarros de latas para el proceso de teñido.

e. Se ajustará la tela de algodón de 10x10 cm en los ejes del equipo de simulación de teñido y

encender el equipo de simulación de teñido.

f. Se calentará el baño de teñido y medir la temperatura con un crecimiento de 2°C por minuto.

g. A los 60 °C se procederá agregar la tela en el baño de teñido

h. Cuando el baño de teñido alcance los 90°C dejar la tela de algodón por 1 hora con una


i. Se apagará el equipo de teñido y dejar enfriar la tela es sus respectivos tarros

j. Se Dejará secar la tela por 1 día y luego se procede a lavar la tela teñida con agua.

k. Se Analizará las muestras.

76

Agua

Colorante natural

Diagrama de flujo del proceso de teñido con el colorante azul obtenido de la col

morada.

Figura 33. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de

colorante y los gramos del alumbre está en relación al peso de la tela.


(C1, C2 y C3). RB:1/60

Ajuste de pH



Enfriamiento

secado

Lavado

Secado y Planchado

10 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

20 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

30 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

pH acido= sin 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

pH básico= 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

Insertar la tela

Toma de muestra

Eliminación de agua residual

Toma de muestra

Tela teñida

120 ml

tela teñida

𝐻2𝑂 + Etanol

Tela teñida

Agua destilada


77

Proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea

var. Capitata f. Rubra)

Se realizará el teñido utilizando color azul para la fibra de algodón con una relación de baño

1/60, donde se procederá a realizar dos procesos de teñido distintos las cuales son: En el primer

teñido (𝑃1) donde se describe en la tabla 19, las telas se someten a distintas cantidades del colorante

azul (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3), así como diferentes pesos de alumbre (0.2, 0.4 y 0.6 g) que está al 10, 20 y 30

% relacionado al peso total de la tela a teñir que es de 2 g. En la tabla 19 se indica el segundo

proceso de teñido (𝑃2) donde se realizó un aumento de pH utilizando 0.2 gramo bicarbonato de

sodio purificado que es un peso constante para cada solución, donde las cantidades de colorante

aumentaron, manteniendo las cantidades de alumbre que en el primer de teñido.

Tabla 19. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada


Nota: El peso colorante azul, esta relaciona a la densidad que es de ρ=1.026𝑔

𝑐𝑚3⁄

Nomenclatura:

𝑃1: Primer proceso

A: Alumbre

C: Concentración de colorante azul

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30

78

En la tabla 20 se indica el Segundo proceso de teñido utilizando el colorante Azul obtenido a

partir de la col morada, utilizando una relación de baño 1/60.

Tabla 20. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada



𝑐𝑚3⁄

Nomenclatura:


A: Alumbre


𝐵10: Bicarbonato de sodio

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g.

𝐵10= 0.2 g.

𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10

𝐴20= 0.4 g.

𝐵10= 0.2 g.

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10

𝐴30= 0.6 g.

𝐵10= 0.2 g.

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 #: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10

79

Proceso de teñido con el colorante rojo del ácido carmín.

a. En varios vasos de precipitación con capacidad de 120 ml se agregará agua destilada de

pendiendo el tipo de concentración en la relación del baño.

b. Se medirá diferentes volúmenes del colorante rojo carmín, dependiendo el tipo de

concentración que se va a analizaren el proceso de teñido (C1, C2 y C3) para mezclar con el

agua destilada contenida en los vasos de precipitación para obtener una relación del baño

1/60.

c. En la solución de baño se procederá agregar diferentes pesos del alumbre (0.2, 0.4 y 0.6 g)

para tener un pH ligeramente ácido. Para aumentar el pH se procederá a mezclar 0.2 g de

bicarbonato con el alumbre en sus respectivas concentraciones del baño del teñido.

d. Se medirá el pH de cada solución y verter en los tarros de latas para el proceso de teñido.

e. Ajustar la tela de algodón de 10x10 cm en los ejes del equipo para de teñido.

f. Se encenderá el equipo para calentar el baño de teñido contenido en cada lata con un

crecimiento de temperatura de 2 ° C por minuto.

g. El baño de teñido alcanzará una temperatura de 60 °C se introducirá la tela en los tarros de

latas.

h. Cuando el baño de teñido alcance los 90°C.Se dejará la tela de algodón por 1 hora con una


i. Se procederá apagar el equipo de teñido y se dejará enfriar la tela en sus respectivos tarros.

j. Se procederá a secar la tela teñida por 24 h

k. Se lavarán las telas teñidas con agua destilada.

l. Se planchará la tela teñida.

80

Diagrama de flujo del proceso de teñido con el colorante rojo carmín obtenido

del insecto cochinilla.

Figura 34. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de



(C1, C2 y C3). RB:1/60

Ajuste de pH



Enfriamiento

secado

Lavado

Secado y Planchado

10 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

20 % de alumbre

(C1, C2 y C3)

30 % de alumbre

(C1, C2 y C3)


pH básico= 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

Insertar la tela

toma de muestra

eliminación de agua residual

Toma de muestra

Tela teñida

Agua

Colorante natural

120 ml

𝐻2𝑂 + Etanol

Agua destilada Agua residual

Toma de muestra


81

Proceso de teñido en fibra de algodón con colorante rojo a partir de la cochinilla

(Dactylopius Coccus costa)

Se realizó dos distintos procesos de teñido donde: 𝑃1 representa al primer proceso donde se

utiliza como mordiente el alumbre en diferentes cantidades que están al 10, 20 y 30% en relación

al peso total de la tela a teñir (𝐴10, 𝐴20 𝑦 𝐴30). En el segundo proceso de teñido (𝑃2) se procederá

a utilizar las mismas cantidades de alumbre que en el primer proceso, donde adicionalmente se

agregara a todos los baños de teñido 0.2 g de bicarbonato de sodio purificado (𝐵10) que representa

el 10 % del peso total de la tela a teñir, en la tabla 21 se describen las de mordiente que se utilizara

en relación al peso de la tela a teñir que es de 2 gramos con un área de 100 𝑐𝑚2, también las

cantidades de colorante (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3) para cada baño de teñido.

Tabla 21. Condiciones del baño de teñido utilizando el colorante rojo, extraída de la cochinilla


Nota: el peso del colorante está en relación a la densidad del colorante que es ρ=1,034𝑔

𝑐𝑚3⁄ .

Nomenclatura:

P: Proceso

A: Alumbre



RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30

𝐵10= 0.2 g. d 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10

82

3.3.6 Análisis por espectrofotometría UV-Visible

El análisis es muy importante ya que permite conocer la absorbancia de la sustancia de interés

para poder determinar su concentración, en la tabla 22 se describen los materiales, instrumento y

reactivos que se utilizaran.

Materiales, instrumentos y equipos que se utilizaran para la obtención del

colorante rojo (antraquinona) a partir del insecto Cochinilla (Dactylopius Coccus

Costa)

Tabla 22. Materiales, equipos y reactivos para el análisis por espectrofotómetro UV-Vis


Materiales Marca/Modelo Capacidad

Vaso de Precipitación RASOTHERM 500 ml

Matraz aforado GLASSCO 100 ml

Tubos de ensayo con tapón S.M. 20 ml

Instrumentos Marca/Modelo Capacidad

Espectrofotómetro UV Visible GENESYS 10S UV-VIS 5celdas

Reactivos Formula molecular

Luteolina

Ácido carmín

Antocianina

𝐶15𝐻10𝑂6

𝐶22𝐻20𝑂13

𝐶15𝐻11𝑂7+

Agua destilada 𝐻2𝑂

Etanol 𝐶2𝐻5𝑂𝐻

83

Procedimiento para realizar análisis por espectro UV-Visible para la

determinación de absorbancia para antocianina (Col morada), Luteolina (Flor de

retama) y antraquinonas (Acido carmín de la cochinilla).

Para determinar la concentración de cada colorante en el baño de teñido, se analizarán muestras

antes y después del proceso de teñido, por un espectrofotómetro UV-Visible (Genesys 10s UV-

Vis), con la finalidad de ver los mejores resultados de concentraciones y agotamiento de los

colorantes.

Determinación de concentración de colorante amarillo y sus baños de teñido.

a. Se realizará un barrido en el equipo de espectrómetro, utilizando como blanco el etanol

a 96 °G

b. el colorante amarillo concentrado se disolverá 10 veces, es decir utilizado 1 ml del

colorante en 9 ml en etanol, donde tendremos un volumen final de 10 ml.

c. Se agrega el colorante diluido en celda para medir su concentracion y tener la longitud

de onda, que será utilizado para medir la absorbancia de los baños de teñido.

d. En los baños de teñidos del colorante amarillo se procedió analizar antes y después del

proceso de teñido, sin utilizar el factor de dilución, con la longitud de onda del colorante

concentrado, para tener su absorbancia en cada baño de teñido.

Determinación de concentración del colorante azul y sus baños de teñidos:

a. Se procederá a realizar un barrido en el equipo de espectrofotómetro utilizando como

blanco agua destilada

b. El colorante azul concentrado se procederá a diluir 200 veces y las soluciones de baño

de teñido antes y después del proceso se diluirán 100 veces en un matraz de 100 ml

84

c. Se agregará el colorante azul diluido en las celdas del espectro para calcular su longitud

de onda que será utilizado para los baños de teñidos y obtener su absorbancia.

d. Se procede analizar las absorbancias de los baños de teñidos con la longitud obtenida.

Determinación de concentración de colorante rojo y sus baños de teñidos:

a. Se procede a realizar un barrido en el espectrofotómetro, utilizando como el blanco el

agua destilada.

b. Se diluirá 1250 veces el colorante rojo y los baños de teñidos antes y después.

c. La solución diluida del colorante rojo se procederá analizar en el espectrofotómetro para

sacar su longitud de onda y absorbancia

d. La longitud de onda será utilizada para medir las concentraciones en los baños de

teñidos.

e. Se procede analizar las absorbancias de los baños de teñidos diluidos.

Para determinar la concentración de cada solución del baño de teñido se procedió a utilizar la ley

de LAMBERT-BEER

[𝐶] =𝐴

𝜀∗𝐿 Ec: 1

Donde:


A= absorbancia de la sustancia


ɛ= coeficiente de extinción molar (Ver Tabla 23)

85

También se procedió analizar la eficiencia del proceso de teñido por agotamiento donde aplica la

siguiente ecuación:

% agotamiento=

𝐶𝑖−𝐶𝑓

𝐶𝑖𝑥100 Ec:2

Dónde:

𝐶𝑖= es la concentración inicial del baño de teñido

𝐶𝑓= es la concentración final del proceso de teñido.

Tabla 23. Coeficiente de absortividad molar para las sustancias utilizadas


Sustancia ɛ= coeficiente de extinción molar Referencia

Antocianina

38000

(G, Saupe , 2009)

Ácido carmínico

490-500 (e=6800)

(Mamani & Huamani ,

2015)

Luteolina

2000

(Ruiz Pineda , 2016)


86

Procedimiento para realizar el análisis de Colorimetría a las fibras de algodón

teñidas con colorantes de origen natural (Amarillo, azul y rojo)

En este estudio se utilizó como instrumento el colorímetro, el sistema espacio del color CIE-

L*a*b que permite identificar el color en las telas teñidas.

a. Para la identificación del color se deberá tener en cuenta 3 unidades: la muestra,

medidas y regulador de voltaje

b. Se deberá calibrar el equipo con el patrón para identificación de color en sólidos

Y=82.0; X=80.7; Z=91.6.

c. Se colocará las telas en el lector, se ajustará las coordenadas X, Y y Z

d. Se procederá a anotar las lecturas de las coordenadas

e. Se ingresarán los datos en un Hoja de Excel el cual identificara el color de la tela

según la gráfica de triestímulo del sistema CIEL*a*b.

87

CAPÍTULO IV

Resultados Experimentales

4.1 Resultado de la caracterización de la fibra de algodón para el proceso de teñido

Se realizó el blanqueamiento mediante diferentes tratamientos físicos-químicos utilizados para

eliminar las impurezas de la fibra de algodón, como se observa los resultados en la tabla 24.

Tabla 24. Resultado del proceso de lavado y blanqueo de la fibra de algodón con peróxido de hidrogeno

Tela sin tratamiento de

blanqueo

tela lista para la

utilización proceso de

teñido

Características

Peso de la muestra: 2g

Área= 100 𝑐𝑚2


Antes del proceso de teñido, la tela de fibra de algodón pasa por un proceso de lavado y bloqueo

con el objetivo de bajar el contenido de impurezas nativas con la que viene impregnada en la tela,

tales como: ceras, grasas y metales minerales pesado. Este proceso es muy importante ya que se

obtiene un alto grado de blancura, permitiendo un mejor proceso de teñido. En la tabla 24 se

demuestra el resultado de la tela previamente tratada con peróxido de hidrogeno y en la figura 35

el proceso que se realizó en esta etapa.

88

10 g de tela

residual

100 g de tela

t= 24

h 100 g de tela

4.1.1 Diagrama de flujo para la preparación de la fibra de algodón

Figura 35. Diagrama de flujo para el proceso de Caracterizacion de lavado y blanqueo de la fibra de algodon para el proceso de teñido


110 g de tela de

fibra de algodón

Agua: 1000 ml

Jabón neutro: 50

ml

Agua destilada = 2000 g

𝐻2𝑂2= 50 g

bicarbonato de sodio: 5 g NaOH= 5 g

T= 90 °C y t= 15 min

Agua destilada: 1000 g

100 g de

tela t= 24 h

Preparación de tela

Cortado de 10 x 10 cm

Lavado

Secado

Blanqueo

Lavado

Secado

89

Resultado de la extracción de los colorantes naturales tales como, de la flor de retama

(Retama sphaerocarpa L.), col morada (Brassica olereacea var. Capitata f rubra) y

cochinilla

En la tabla 25 se indican las materias primas empleadas en el proceso para la obtención de

colorantes naturales y posteriores para ser empleado en el proceso de teñido en fibra de algodón.

Tabla 25. Especies empleada y proceso de extracción de los pigmentos

Especie Pigmento

de interés

Tratamiento

a la biomasa

Método

de

extracción

Disolvente Color

Retama

sphaerocarpa

l.

Luteolina Seca Maceración Etanol Amarillo

Brassica

oleracea var.

Capitata f.

Rubra

Antocianina Fresca Maceración 𝐻2𝑂 Azul

Dactylopius

Coccus Costa

Acido

carmín

Seco Maceración 𝐻2𝑂 Rojo


En la tabla 26 se muestra las propiedades físicas de los colorantes obtenido de origen natural.

Tabla 26 Propiedades físicas de los colorantes

Colorante Estado Densidad Ph [C]

Amarillo Liquido ρ=0.793𝑔

𝑐𝑚3⁄ 6.23 0.61 𝑔

𝐿

Azul Liquido ρ=1.026𝑔

𝑐𝑚3⁄ 7.37 0.40 𝑔

𝐿

Rojo Liquido ρ=1,034𝑔

𝑐𝑚3⁄ 2.61 70 𝑔

𝐿


90

439 g

131,7 g de flor

seca

1709.7 g de solución

4.2.1 Diagrama de flujo Proceso para la obtención del colorante amarillo a partir de la

flor de retama (Luteolina).

Figura 36. Proceso de extracción de luteína para obtener el colorante amarillo a partir de la flor de retama

Recepción de matria prima

Cortado

Flor de retama

Humeda

Secado

extraccion por inmersión

Filtracion

destilacion

colorante

Arbusto retama: 9155 g

Ramas y hojas (95.20%)

8716 g

1578 g de etanol

t= 3 Días

24

1100 g de etanol Recuperado

400 g de colorante con luteolína

Vapor de agua= 307.3 g

209.7 g extracto

de flor de flor 1500 g solución


91

Resultado del Proceso de teñido con Luteolina extraída de la flor de retama (Retama

sphaerocarpa L)

A continuación, en la tabla 27 se indica las condiciones de cada baño de teñido en los dos

procesos, con sus respectivos códigos los mismos que identificará las telas teñidas con el colorante

amarillo extraído de la flor de retama.

Tabla 27. Condiciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir de la flor de Retama


Nota: El peso colorante amarillo esta relaciona a la densidad que es de ρ=0.793𝑔

𝑐𝑚3⁄

Nomenclatura:

P: Proceso

C: Concentración de colorante

𝐵10: bicarbonato de sodio

A: Alumbre

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10

Agua:100 g.

Colorante:15.86 g.

𝑃1𝐶2𝐴10

Agua: 95 g.

Colorante: 19.83 g.

𝑃1𝐶3𝐴10

Agua: 90 g.

Colorante: 23.79 g.

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20

Agua:100 g.

Colorante:15.86 g.

𝑃1𝐶2𝐴20

Agua: 95 g.

Colorante: 19.83 g.

𝑃1𝐶3𝐴20

Agua: 90 g.

Colorante: 23.79 g.

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30

Agua:100 g.

Colorante:15.86 g.

𝑃1𝐶2𝐴30

Agua: 95 g.

Colorante: 19.83 g.

𝑃1𝐶3𝐴30

Agua: 90 g.

Colorante: 23.79 g.

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10

92

Resultado de pH para las soluciones de baño de teñido con colorante amarillo a partir

de la flor de retama (Retama sphaerocarpa L.)

En la tabla 28 se indican los resultados de pH obtenido en los dos procesos en los diferentes

baños de teñido con el colorante amarillo donde; en el primer proceso los baños de teñido están en

un medio acido y a medida que aumenta la cantidad de alumbre disminuye el pH. En el segundo

proceso de teñido con la adición de bicarbonato de sodio en el baño de teñido se obtiene un medio

básico con el 10% de alumbre y pH neutros en los baños de teñido donde se agregaron el 20 y 30

% de alumbre. En la tabla 29 se demuestran las telas teñidas de los 2 procesos.

Tabla 28. Determinación pH de cada solución de baño de teñido con el colorante amarillo de la flor de retama

Elaborado por Viviana Ponce & Bryan Quinde

Nomenclatura:

P: proceso

A: Alumbre



RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10

pH=3.78

𝑃1𝐶2𝐴10

pH=3.80

𝑃1𝐶3𝐴10

pH= 4.38

𝐵10= 0.2 g 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10

pH=8. 36

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10

pH= 8.22


pH= 8.12

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20

pH=3.71

𝑃1𝐶2𝐴20

pH=3.80

𝑃1𝐶3𝐴20

pH=4.02

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10

pH= 7.68


pH= 7.54


pH= 7.38

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30

pH=3.58

𝑃1𝐶2𝐴30

pH=3.95

𝑃1𝐶3𝐴30

pH= 3.90

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10

pH= 7.94


pH= 7.64


pH= 7.18


93

4.4.1 Resultado del teñido en telas de algodón con el colorante amarillo a partir de la flor de retama

Tabla 29. Resultado de las telas teñidas con colorantes amarillo con el pigmento Luteolina extraída de la flor de retama

Proceso 1 Proceso 2

𝑃1𝐶1𝐴10

𝑃1𝐶2𝐴10

𝑃1𝐶3𝐴10

𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10

𝑃1𝐶1𝐴20

𝑃1𝐶2𝐴20

𝑃1𝐶3𝐴20

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10

𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10


Elaborado por: Viviana Ponce Bryan Quinde

94

Resultado de la curva de teñido con colorante amarillo a partir de la flor de Retama (Retama sphaerocarpa L.)

En la Grafica 1 se describe la curva de teñido utilizando el colorante amarillo donde el proceso comienza con una temperatura del

baño a 25°C, al iniciar el calentamiento del baño de teñido el crecimiento de temperatura será de 2°C por minuto, al minuto 15 alcanza

una temperatura de 60°C donde se procede a insertar la tela al baño de teñido donde, al minuto 30 alcanza los 90°C donde se procederá

mantener constante esta temperatura por una hora, al finalizar el proceso se deja enfriar el baño, hasta que tal temperatura del baño sea

de 35°C para tomar muestras y sacar la tela teñida.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 105 120 135

Tem

per

atu

ra (

c°)

Tiempo (mit)


Gráfica 1. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura con flor de retama

95

110 ml

60 ml + tela teñida

120 ml

Tela teñida

Tela teñida

Tela teñida

Diagrama de flujo del proceso de teñido con luteína de la flor de retama

Figura 37. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con Luteína donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de

colorante y los gramos del mordiente está en relación al peso de la tela.



(C1, C2 y C3). RB:1/60

Ajuste de pH



Enfriamiento

secado

Lavado

Secado y Planchado

0.2 g de alumbre

(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)

-C2 y C3)

0.4 g de alumbre

(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)

0.6 g de alumbre

(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)

pH acido

sin 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

pH básico= 0.2 g

𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 Insertar la tela

10 ml toma de muestra

50 ml eliminación de

agua residual

10 ml de

Toma de muestra

Tela teñida

Agua

Colorante natural

120 ml

110 ml + tela

50 ml de

𝐻2𝑂 +

Etanol,

t=24

hora

150 g Agua destilada

t= 1h

140 g de agua

destilada

96

Resultado de espectro UV-visible con el colorante amarillo apartir de la flor de

retama (Retama sphaerocarpa L)

A continuación, en la tabla 30 se demuestran las concentraciones y el porcentaje de agotamiento

que se obtuvo en el segundo proceso, no se analizó el primer debido a que no se obtuvo una buena

fijación y tonalidad en las telas teñidas.

Longitud de onda: 445 nm

Tabla 30. Resultado en el espectro visible con el colorante amarillo

Baño de teñido Baño de teñido

inicial

Baño de teñido

final

%de

agotamiento

𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.094𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.084

𝑔

𝐿 10.64%

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.31𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.28

𝑔

𝐿 15.15%

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 𝐶𝑖]=0.54𝑔

𝐿 𝐶𝑓]=0.39

𝑔

𝐿 27.77%

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.093𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.025

𝑔

𝐿 73.12%

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.34𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.020

𝑔

𝐿 94.11%

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.55𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.028

𝑔

𝐿 94.9%

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.071𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.011

𝑔

𝐿 84.50%

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]0.34𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.051

𝑔

𝐿 85%

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.58𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.016

𝑔

𝐿 97.24%


Nota: ɛ= 2000𝐿

𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚 L= 1cm, son valores constantes

97

4.5.1 Resultado del diagrama de cromaticidad y ubicación de sus coordenadas obtenidas

por un colorímetro en las mejores muestras del color

En la gráfica 2 se realiza la identificación en el colorímetro por el sistema CIE a la mejor tela

teñida con colorante amarillo del proceso 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10.

Interpretación de las figuras de resultado del diagrama cromaticidad CIE: los valores obtenido

de las tres variables triestímulo (X, Y y Z) en el colorímetro donde: Y da una luminosidad de 57.1

y las coordenadas de ubicación X y Z con los valores 56.6 y 22.6 respetivamente, dando la

ubicación en los colores amarrillo con una longitud de onda 585 nm en el espacio de colores.


Gráfica 2. Identificacion del color a la mejor muestra teñida con el colorante amarillo

98

Figura 38. Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul


Diagrama de flujo de la extracción de la antocianina para obtener el colorante azul

Resultado del proceso de teñido con antocianina extraída de la col morada

Recepción de la prima

Cortado

Lavado

mezclado

Extracción (Inmersión)

Filtrado

Concentración

Mezclar

Obtencion del colorante azul

1000 g de agua 990 g Agua residual

1550 g de agua destilada.

5 g de HCL al 37%

Tiempo de 3 días a 4° C

825 g de col y agua

610 g col morada

99

En la tabla 31 se describen las cantidades utilizadas en los diferentes baños de teñidos del primer

proceso utilizando el colorante azul extraído de la col morada.

Tabla 31. Primer proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.



𝑐𝑚3⁄

Nomenclatura:


A: Alumbre


Las cantidades de alumbre (10, 20 y 30%) y Bicarbonato de sodio (10%) está en relación al peso

total de la tela a teñir (2g).

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10

Agua destilada: 108 g.

Colorante 12.31g

𝑃1𝐶2𝐴10


Colorante: 18.46 g

𝑃1𝐶3𝐴10


Colorante: 24.62 g

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20


Colorante:12.31g.

𝑃1𝐶2𝐴20


Colorante18.46 g.

𝑃1𝐶3𝐴20


Colorante: 24.62 g.

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30


Colorante:12.31g

𝑃1𝐶2𝐴30


Colorante: 18.46 g.

𝑃1𝐶3𝐴30


Colorante: 24.62 g.

100

En la tabla 32 se describen las cantidades utilizada para cada baño de teñido del segundo

proceso utilizando el colorante azul extraído de la col morada. Se procedió aumentar la cantidad

de colorante debido a la baja concentración de antocianina del colorante azul.

Tabla 32. Segundo proceso de teñido utilizando el colorante azul extraído de la col morada.



𝑐𝑚3⁄

Nomenclatura:

𝑃2: Segundo proceso

A: Alumbre



RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g.

𝐵10= 0.2 g.



Colorante: 30.78 g.



Colorante: 36.94 g.



Colorante: 43.1 g.

𝐴20= 0.4 g.

𝐵10= 0.2 g.



Colorante 30.78 g.



Colorante: 36.94 g.



Colorante: 43.1 g.

𝐴30= 0.6 g.

𝐵10= 0.2 g.



Colorante: 30.78 g.



Colorante: 36.94 g.



Colorante: 43.1 g.

101

En la Tabla 33 se Indica el pH de cada solución del baño de teñido con el colorante azul extraída

de la col morada. Se demuestra que en el primer proceso de teñido las soluciones de baño están en

un medio acido donde a mayor cantidad de alumbre aumente la acides del baño. En el segundo

proceso se observa un incremente del pH en las soluciones del baño de teñido debido a la adición

de bicarbonato de sodio.

Tabla 33. Resultado de pH de cada solución de baño de teñidas con el colorante azul extraída de la col morada.

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10 pH= 5.9

𝑃1𝐶2𝐴10 pH= 5.8

𝑃1𝐶3𝐴10 pH= 5.6

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 pH=8. 61

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 pH= 8.22

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 pH= 7.84

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 pH= 5.3

𝑃1𝐶2𝐴20 pH= 4.9

𝑃1𝐶3𝐴20 pH=4.5

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 pH= 7.4

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 pH= 7.54

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 pH= 7.5

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30 pH= 4,5

𝑃1𝐶2𝐴30 pH= 4.5

𝑃1𝐶3𝐴30 pH= 4.3

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 pH= 7.12

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 pH= 7.3

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 pH= 7.18


102

120 ml

120

ml

Tela

teñida

Tela

teñida

Tela

teñida

Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina a partir de la col morada.

Figura 39. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con antocianina donde: (𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3) representa las concentraciones de



(C1, C2 y C3). RB:1/60

Ajuste de pH



Enfriamiento

secado

Lavado

Secado y Planchado

0.2 g de alumbre

(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)

0.4 g de alumbre

(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)

0.6 g de alumbre

(𝐶1, 𝐶2 𝑦 𝐶3)


pH básico= 0.2 g

𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

Insertar la tela



agua residual

10 ml de

Toma de muestra

Tela teñida

Agua

Colorante natural

110 ml

60 ml + tela

teñida

110 ml + tela

50 ml de 𝐻2𝑂 + Etanol

t=24

hora

150 g Agua destilada

t= 1h

140 g de agua

destilada


120 ml

103

Resultado de teñido con el colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f.rubra)

Tabla 34. Telas teñidas con colorantes azul con el pigmento antocianina, extraída de la col morada.

Proceso de teñido 1 Proceso de teñido 2

𝑃1𝐶1𝐴10 𝑃1𝐶2𝐴10 𝑃1𝐶3𝐴10 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10

𝑃1𝐶1𝐴20 𝑃1𝐶2𝐴20 𝑃1𝐶3𝐴20 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10


𝑃1𝐶1𝐴30 𝑃1𝐶2𝐴30 𝑃1𝐶3𝐴30 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10




104

Curva del proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada (Brassica oleracea var. Capitata f. rubra)

En la gráfica 3 se describe la curva del proceso del baño de teñido donde comienza con una temperatura de 25°C, al iniciar el

calentamiento del baño de teñido el crecimiento de la temperatura será de 2°C por minuto, en el minuto 15 tendrá una temperatura de

60°C donde se procede a insertar la tela de fibra de algodón al baño de teñido y se deja por un tiempo de 30 minutos hasta que alcance

los 90°C, donde se dejara constante esta temperatura por una hora, al finalizar el tiempo se procede a enfriar el baño, hasta que tal

temperatura del baño sea de 35°C, donde se procede a tomar muestras y se retira la tela teñida para procederla a secar.

Gráfica 3. Curva del proceso de teñido con colorante azul a partir de la col morada

Elaborado por: Viviana Ponce &´Bryan Quinde

105

Resultado de espectro UV-Visible del colorante azul a partir de la col morada

(Brassica oleracea var.capitata f. rubra)

Las concentraciones del baño de teñido antes y después del proceso fue analizado por el

espectrofotómetro UV- visible (Genesys 10s UV-Vis). Donde el colorante azul concentrado fue

diluido 200 veces en agua destilada donde se obtuvo una longitud de onda de 583.105 nm y las

concentraciones del baño de teñido fue diluido 100 veces en agua destilada. Para calcular las

concentraciones de cada solución se procederá a utilizar la ecuación de ley de LAMBERT-BEER

donde el coeficiente de extinción molar es ɛ=38000, en la tabla 38 están los resultados de las

concentraciones y el % de agotamiento de cada baño de teñido.

Concentración del colorante azul =[𝐶] = 0.40 𝑔

𝐿

LONGITUD DE ONDA = 583.105

En la tabla 35 se describen los resultados del espectro UV-Visible en el proceso de teñido con el

colorante azul a partir de la col morada.

Tabla 35. Resultado del espectro visible del proceso de teñido con el colorante azul extraída de la col morada.


inicial

Baño de teñido

fina

% de agotamiento

𝑪𝒊−𝑪𝒇

𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,11 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,031

𝑔

𝐿 71.81%

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,12 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,051

𝑔

𝐿 57.5 %

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0,10 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,038

𝑔

𝐿 62 %

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [[𝐶𝑖]=0,12 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,0748

𝑔

𝐿 37.66%


106

Análisis por colorímetro a las telas teñidas con colorante azul a partir de la col

morada

En la gráfica 4 se identificación de la ubicación de la tela teñida de color azul a partir de col

morada, analizado por un colorímetro utilizando el sistema CIE de la muestra 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10.

Resultados del colorante de la cochinilla (Dactylopius Coccus costa)

En la gráfica 4 se describen los resultados del diagrama cromaticidad CIE cuyos valores

obtenido de las tres variables triestímulo (X, Y y Z) en el colorímetro dando una luminosidad en

Y=14.6 y las coordenadas de ubicación X y Z con los valores 16 y 25.3 respetivamente, ubicando

el color obtenido en las coordenadas azules en el espacio de colores con una longitud de onda 493

nm.


Gráfica 4. Identificación del color en la mejor tela teñida con colorante azul a partir de la col morada

107

500 g 𝐻2𝑂 + 70 g 𝐶22𝐻20𝑂13

570 g

4.9.1 Resultado del diagrama de flujo del proceso de preparación del colorante rojo con

ácido carmín al 50%

En la figura 40 indica el diagrama de flujo para a la obtención del color rojo a partir de la

cochinilla (Dactylopius Coccus Costa).

Figura 40. Diagrama de flujo para la obtención del color rojo a partir de la cochinilla


Pesado de materias primas

Mezclado

Colorante para el teñido

Agua destilada: 500 g

Acido carmín: 70 g

108

120 ml

80 ml + tela teñida

120 ml

Tela

teñida

Tela

teñida

Tela

teñida

Diagrama de flujo del proceso de teñido con el colorante rojo carmín obtenido

del insecto cochinilla.

Figura 41. Diagrama de flujo en el proceso de teñido con ácido carmín donde: C1, C2 y C3 representa las concentraciones de



(C1-C2 y C3). RB:1/60

Ajuste de pH



Enfriamiento

secado

Lavado

Secado y Planchado

0.2 g de alumbre

(C1-C2 y C3)

0.4 g de alumbre

(C1-C2 y C3)

0.6 g de alumbre

(C1-C2 y C3)


pH básico= 0.2 g 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

Insertar la tela



agua residual

10 ml de

Toma de muestra

Tela teñida

Agua

Colorante

natural

110 ml

110 ml + tela

50 ml de 𝐻2𝑂 + Etanol

t=24

hora

150 g Agua

destilada

t= 1h

140 g de agua

destilada


109

Resultado del proceso de teñido con ácido carmín al 50 % de pureza extraída de

la cochinilla

A continuación, en la tabla 36, se describen las cantidades utilizadas utilizada de agua, colorante

y mordientes en los dos procesos de teñido, utilizando el colorante rojo, extraída de la cochinilla


Tabla 36. Resultados del proceso de teñido con ácido carmín


Nota= el peso del colorante está en relación a la densidad del colorante que es ρ=1,034𝑔

𝑐𝑚3⁄ .

Nomenclatura:

P: Segundo proceso

A: Alumbre



RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10


Colorante: 5.17g.

𝑃1𝐶2𝐴10


Colorante: 10.36g.

𝑃1𝐶3𝐴10

Agua destilada 105 g.

Colorante: 15.51g.

𝐵10= 0.2 g.




𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20 Agua destilada: 115 g.

Colorante: 5.17g.

𝑃1𝐶2𝐴20 Agua destilada: 110 g.

Colorante: 10.36g.


Colorante: 15.51g

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10


Colorante: 5.17g.


Colorante: 10.36g.


Colorante: 15.51g

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10

110

En la tabla 38 se demuestran los resultados de pH de cada solución de baño de teñido en los dos

procesos de teñido realizados, donde se observa un ligero cambio de pH para ambos procesos.

Tabla 37. Resultado de pH de cada solución de baño de teñido en los 2procesos de teñido con colorante rojo.

Elaborado por: Viviana Ponce &, Bryan Quinde

Nomenclatura:

P: Proceso

A: Alumbre



RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10

pH= 2.54

𝑃1𝐶2𝐴10

pH= 2.46

𝑃1𝐶3𝐴10

pH= 2.38

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10

pH=6.29


pH=5.74


pH= 3.34

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20

pH= 2.46

𝑃1𝐶2𝐴20

pH=2.42

𝑃1𝐶3𝐴20

pH=2.29

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10

pH= 4.59


pH= 3.24


pH= 3.24

𝐴30= 0.6 g. #: 𝑃1𝐶1𝐴30

pH= 2.48

#: 𝑃1𝐶2𝐴30

pH= 2.36

#: 𝑃1𝐶3𝐴30

pH= 2.34

𝐵10= 0.2 g. 𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10

pH= 4.06


pH= 3.06


pH= 3.05

111

Resultado de la curva de teñido con colorante rojo obtenido del ácido carmínico a partir del insecto (Dactylopius

Coccus costa)

En la gráfica 5 se describe el comportamiento de la curva de teñido con colorante rojo obtenido del ácido carmínico a partir de la

cochinilla y en la tabla 38 los resultados de las telas teñidas de los dos procesos.

Gráfica 5. Curva de teñido en relación al tiempo vs temperatura del colorante rojo a partir de Cochinilla Dactylopius Coccus costa.


El proceso del baño de teñido que comienza con una temperatura de 25°C, iniciando el calentamiento del baño el crecimiento de

la temperatura será de 2°C por minuto, donde al minuto 15 alcanza una temperatura de 60°C y se procede a insertar la tela al baño, al

minuto 30 el baño de teñido alcanzara una temperatura de 90°C, dicha temperatura se mantendrá constante por una hora, al finalizar

el proceso se deja enfriar el baño, hasta que tal temperatura del baño sea de 35°C, para sacar la tela teñida y tomar muestras.

0

20

40

60

80

100

0 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 105 120 135

Tem

per

atu

ra (

c°)

Tiempo

Curva de teñido con ácido carmin

112

Resultado de teñido con el colorante rojo a partir de la cochinilla

Tabla 38. Telas teñidas con colorantes rojo con el pigmento acido carmín, extraída de la cochinilla

Proceso 1 Proceso 2

𝑃1𝐶1𝐴10

𝑃1𝐶2𝐴10

𝑃1𝐶3𝐴10




𝑃1𝐶1𝐴20

𝑃1𝐶2𝐴20

𝑃1𝐶3𝐴20




𝑃1𝐶1𝐴30

𝑃1𝐶2𝐴30

𝑃1𝐶3𝐴30





113

Resultado de espectro uv-visible del colorante rojo obtenidos del ácido carmínico a

partir de un insecto (Dactylopius Coccus costa)

En la tabla 39 se indican los resultados de las concentraciones y % de agotamiento del segundo

proceso teñido que fueron analizados en el espectro UV-visible donde, debido a que este proceso

tiene mejores resultados de tonalidad en comparación al primer proceso.

Longitud de onda: 493 nm.

Tabla 39. Resultado de espectro UV-visible del colorante rojo.


inicial

Baño de teñido

fina

% de agotamiento

𝑪𝒊−𝑪𝒇

𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎 =

𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=3.53 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=2.44

𝑔

𝐿 30.87%

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=4.79 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=3.44

𝑔

𝐿 28.18%

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=6.88 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=5.61

𝑔

𝐿 18.46%

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=2.26 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=1.81

𝑔

𝐿 19.91%

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=3.43 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.81

𝑔

𝐿 26.38%

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=5.61 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=4.61

𝑔

𝐿 17.82%

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=1.81 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.63

𝑔

𝐿 65.19%

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=2.80 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.27

𝑔

𝐿 90.35%

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=5.16 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.99

𝑔

𝐿 80.81%


114

Análisis de colorimetría para la mejor fibra de algodón teñida

En la gráfica 6 se demuestra la Identificación de color rojo en el equipo colorímetro por el

sistema CIEL*a*b.

Análisis de resultado de la tela teñida de color rojo 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10.

Los valores obtenidos en las coordenadas de cromaticidad en las tres variables triestímulo (X,

Y y Z) en el colorímetro donde: dando Y una luminosidad de 6.4 y las coordenadas de ubicación

X y Z se obtiene los valores de 8.9 y 5 respetivamente, ubicándolo en los colores rojos con una

longitud de onda 615 nm en el espacio de color.


Gráfica 6. Identificación de color rojo en el equipo colorímetro por el sistema CIE para las mejores telas teñidas.

115

Análisis de resultados

Para un mejor proceso de teñido se procedió a blanquear y lavar la tela de fibra de algodón con

bicarbonato de sodio purificado e hidróxido de sodio (legía) con la finalidad de eliminar las

impurezas impregnadas en las telas, evitando el agotamiento del colorante del baño de teñido.

Los colorantes extraídos de orígenes naturales fueron analizados por un espectrofotómetro UV-

visible Genesys 10S UV-Vis, mediante su absorbancia se determinó que el colorante amarillo

extraído de la flor de retama tiene una concentración de 0.61 𝑔

𝐿 de luteolina. En el colorante azul

obtenido a partir de la col morada se determinó que tiene una concentración de 0.24 𝑔

𝐿 de

antocianina, y a partir del ácido carmín al 50% de pureza se determinó que tiene una concentración

de 70𝑔

𝐿 siendo este el más concentrado.

Con el colorante amarillo en el primer proceso de teñido utilizando solo alumbre como

mordiente para la fijación del colorante a la tela de fibra de algodón, se obtuvo una mala

distribución y tonalidades no deseada, debido a que los baños de teñidos tienen un pH ácido

impidiendo una buena fijación del pigmento a la fibra de algodón. En el segundo proceso de teñido

se aumentó el pH que paso de ácido a neutro debido a la adición de 0.2 g de bicarbonato de sodio,

que actúa como mordiente y regulador de pH, donde se obtienen mejores tonalidades en las telas

teñidas.

En este proceso de teñido con el 10 % de alumbre en relación al peso de la tela, se tiene menos

del 30 % agotamiento del colorante, dando así bajas tonalidades en las telas teñidas y gran cantidad

de colorante desperdiciado en las aguas residuales. Con el 20 % de alumbre en relación al peso de

la tela, se obtuvo un mejor proceso de agotamiento teniendo con un promedio de 87.37 % y dando

mejores tonalidades en las telas teñidas en comparación al 10 %. Se analizó que al 30 % de alumbre

116

en relación al peso de la tela se tiene mayor fijación y tonalidad del colorante amarillo teniendo

hasta el 97.24 % de agotamiento del colorante en el proceso 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 siendo este el mejor

teñido con el colorante amarillo.

Con el colorante azul, en el primer proceso que se utilizó el alumbre como mordiente y teniendo

unos pH ácidos en los baños de teñidos, no se obtiene fijación del colorante a la tela de algodón

en ninguna de sus concentraciones. En el segundo proceso se aumenta el contenido de colorante

debido a la baja concentración del colorante azul, donde también se aumenta el pH que paso de

ácido a neutro de los baños de teñidos agregándoles 0.2 g de bicarbonato de sodio purificado en

todas las concentraciones, siendo este los mejores resultados en los procesos de teñido.

En el proceso de teñido con pH básico se observó mejores tonalidades del color azul con las

concentraciones de 10 y 30 % de alumbre en relación al peso de la tela. Teniendo un mejor

porcentaje de agotamiento del colorante azul en el proceso 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 donde el 71.8 % del

colorante se impregnó en la tela siendo este el más alto de todos los procesos.

En el proceso de teñido con el colorante rojo, se analizó el segundo proceso debido a que se

obtuvo mejores resultados de teñido y diferentes tonalidades en las telas teñidas. Los baños de

teñido son de medios ácidos debido al acido carmín, si se procede aumentar el pH de los baños

hay poca fijación de colorante como se observa en la tela teñido del proceso 𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10, donde

su pH es de 6.29 y hay poca fijación de colorante a la tela en comparación a las demás telas teñidas.

En el proceso con el código 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 se obtuvo una tonalidad roja, así obteniendo el color

deseado con un % de agotamiento del 18.46 % siendo muy baja en comparación al mas proceso.

En los procesos de teñido con el colorante rojo con el 30 % de alumbre en relación al peso de la

tela, se obtiene mejores porcentajes de agotamiento que van del 65 al 90% de agotamiento del

colorante, pero no se tiene el color deseado.

117

Capítulo V

CONCLUSIONES

Las conclusiones que se analizaron a partir de los resultados obtenidos en la fase experimental

son las siguientes:

El colorante amarillo a partir de la flor de retama se lo obtuvo por el proceso de

inmersión con etanol durante 3 días, para extraer el pigmento llamado luteolina que es

soluble en solventes orgánicos, con la col morada se extrae el pigmento antocianina que

es estable en medio ácido para su extracción, en la cual se aplica el proceso de inmersión

por 3 días a una temperatura de 4° C con agua acidificada al 0.01% de HCl, para el

cambio de coloración se aumenta el pH que pasa de 3 a 7 utilizando con bicarbonato de

sodio, donde se obtiene el cambio de color que pasa de rojo a azul marino y para el

colorante rojo se la obtuvo a partir del ácido carmín extraído de la cochinilla con un 50

% de pureza.

En los procesos de tinturado de la tela con los colorantes naturales se realizó un baño de

teñido 1/60 utilizando alumbre como mordiente para fijar los tres distintos tipos de

colorante a la tela de fibra de algodón, con un tiempo de 120 min en todo el proceso de

teñido, donde la tela de fibra es sometida con una temperatura constante de 90°C por un

tiempo de 60 min teniendo mejores resultados de teñidos con pH neutro en el colorante

amarillo, básico con el colorante azul y con el colorante rojo se tiene mejores resultados

de teñido con pH acido.

Se obtuvo la mejor tela teñida de color amarillo con las condiciones del 30 % de

(𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3) y el 10% de 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 que están en relación al peso de la tela con un pH

118

neutro de 7.18 con una relación de baño de 1/ 60 donde el colorante representa el 20.90%

en el baño de teñido.

Con el colorante azul se obtuvo el mejor proceso de teñido con las condiciones de 10%

de (𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 y 10% de bicarbonato de sodio que está en relación al peso de la tela con

un pH 8.22 y donde el 30 % del colorante represente el total del baño de teñido, con una

relación de baño de 1/ 60, para tener la tonalidad azul en la tela de fibra de algodón.

Se obtuvo una tonalidad roja en la fibra de algodón con el ácido carmín al 50% de pureza

con las condiciones de concentraciones del 10 % de 𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 y el 10% de 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

que están en relación al peso de la tela con un baño de teñido del 1/60 donde el colorante

representa el 9.37% al baño de teñido con un pH de 3.34.

119

RECOMENDACIONES

Aumentar las concentraciones del colorante azul extraído de la col morada ya que en el

presente estudio se realizó a muy bajas concentraciones de antocianina.

Diseñar y automatizar el equipo para realizar procesos de teñido y ubicar en cada reactor

(latas) sus respectivas termocuplas para un mejor control de temperatura en el baño de

teñido con el fin de mejorar el proceso de teñido.

Realizar otro estudio del colorante rojo acido carmín a bajas concentraciones para evitar

pérdidas del colorante

Utilizar otros tipos de mordientes para la fijación del colorante a la fibra de algodón.

Realizar un estudio de biodegradabilidad de los coloretes naturales

120

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129

ANEXOS

ANEXO A

Anexo A Proceso de Caracterización de la fibra de algodón, Obtención de colorantes y su proceso de teñido

Elaborado por Viviana Ponce y Bryan Quinde


A.1 PROCESO DE CARACTERIZACIÓN DE LA FIBRA DE ALGODÓN

(Tela de algodón)

Pesado de la tela Corte de la tela Blanqueamiento de la

tela

A.2 Construcción del equipo para el proceso de teñido con

colorantes naturales en fibras de algodón

130


A.3 PROCESO DE OBTENCIÓN DE COLORANTE AMARILLO A PARTIR DE LA

FLOR DE RETAMA (Retama sphaerocarpa L.)

Materia Prima Pesado de MP Secado de MP Extracción de

Luteolina

Muestras Obtenidas Telas teñidas espectrofotóme

tro UV-Visible

Análisis

colorimétrico

131


A.4 PROCESO DE OBTENCIÓN DE COLORANTE AZUL A PARTIR DE LA COL

MORADA (Brassica oleracea var Capitata f.Rubra.)

Materia Prima Corte Extracción de

antocianina

Muestras obtenidas

Proceso de teñido

Telas teñidas

Análisis por

espectrofotómetro UV-

Visible

Análisis

colorimétrico

132


A.5 PROCESO DE OBTENCIÓN DE COLORANTE AZUL A PARTIR DE LA COCHINILLA

(Dactylopius Coccus costa .)

Materia Prima Determinación del

pH

Extracción de antraquinona Muestras

obtenidas

Telas teñidas Proceso de teñido Análisis por espectrofotómetro

UV-Visible

Análisis

colorimétrico

133

E= 2060. 5 g F= 1905 g de Solución

G= 100g

ANEXO B

Anexo B Cálculos para la obtención de los colorantes y cálculos del proceso de teñido

1.B Proceso de blanqueo de la tela de fibra de algodón

Reactivos utilizados para 100 g de tela:

Agua= 2000 g

𝐻2𝑂2= 50 ml

𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3= 5.1 g al 98.9% de pureza

Peso en gramos de 𝐻2𝑂2

𝜌 =𝑀

𝑉 Despejando 𝑚 = ρ ∗ 𝑣

𝜌 = 1.11𝑔

𝑐𝑚3

𝑚 = 1.11𝑔

𝑐𝑚3∗ 50 𝑐𝑚3

𝒎 = 𝟓𝟓. 𝟓 𝒈 𝑯𝟐𝑶𝟐

Peso total del bicarbonatado de sodio (𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑) con una pureza de 98.9 %

𝟓. 𝟏 𝒈 ∗ 𝟎. 𝟗𝟖𝟗 = 𝟓. 𝟎𝟒𝟑𝟗 𝒈 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑

2.B Balance de materia del proceso de blanqueo

Mezclado

Blanqueo:

t=15 min

T= 80 °C

A=Agua= 2000 g

B=𝐻2𝑂2= = 55.5 g

C=𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3= 5 g

D= 100 g

Vapor de agua

V= 50 ml

134

Balance general del proceso de blanqueo

𝐴 + 𝐵 + 𝐶 + 𝐷 = 𝑉 + 𝐹 + 𝐺

Balance parcial del proceso de mezclado

𝐴 + 𝐵 + 𝐶 = 𝐸

2000 + 55.5 + 5 = 𝐸

𝐸 = 2060.5 𝑔

Balance parcial del proceso de blanqueo

𝐸 = 𝐹 + 𝐺 − 𝑉

𝑉 = 𝐸 − 𝐹 − 𝐺

𝑉 = 2060.5 − 1905 − 100

𝑉 = 55.5 𝑔 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

3.B Cálculos de obtención del colorante amarillo

Cálculo de preparación de la materia prima de flor de retama

A= materia prima (arbusto)

B= ramas y tallo

F= flores

FS= flor seca

V= vapor de agua

Corte Secadot= 24 h a T= 50 °C

MATERIA PRIMA

A= 9155 g

F=439 g

B= 8716 g

FS= 131,7 g

V= 307.3 g

135

Balance de general del proceso

𝐴 = 𝐵 + 𝑉 + 𝐹𝑆

Balance parcial del proceso de cortado

𝐴 = 𝐵 + 𝐹

𝐹 = 𝐴 − 𝐵

𝐹 = 9155 − 8716

𝐹 = 439 𝑔 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑟

Balance parcial del proceso de secado

𝐹 = 𝑉 + 𝐹𝑆

𝑉 = 439 − 131,7

𝑉 = 307.3 𝑔 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎

Porcentaje de humedad de la flor de retama

%𝐻 =𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑥 100

%𝐻 =439 − 131.7

439 𝑥 100

%𝐻 = 70% 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑙𝑜𝑟

136

C= 1709.7 g

4.B Cálculo de preparación del colorante amarillo a partir de la flor de retama por

inmersión proceso de teñido

Reactivos

Etanol: 2000 𝑐𝑚3 𝜌 = 0.789 𝑔

𝑐𝑚3

Peso de etanol= 𝑚 = 𝑣 ∗ 𝜌

𝑚 = 2000 ∗ 0.789 = 1578 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙

Flor de retama seca: 131.7 g

Nomenclatura del proceso

A= etanol

B= flor seca

C= solución para extracción

E= extracto de la flor

R= Refinado

5.B Balance del proceso de inmersión y filtración para la obtención del colorante amarillo

Balance general del proceso de obtención del colorante amarrillo

𝐴 + 𝐵 = 𝐸 + 𝐷

Inmersión por 3 días

Filtracion

Etanol= 1578 g (A)

Flor seca:

131.7 g (B) E=209. 7 g

R= 1500 g

137

Balance parcial del proceso por inmersión

𝐴 + 𝐵 = 𝐶

𝐶 = 1578 + 131.7

𝐶 = 1709.7 𝑔

Balance parcial del proceso de destilación

𝐶 = 𝐸 + 𝐷

𝐸 = 𝐶 − 𝐷

𝐸 = 1709.7 − 1500

𝐸 = 209.7 𝑔 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑜𝑟

Balance del Proceso de destilación

R=Refinado

CA= concentrado del colorante amarillo

Ver= vapor de etanol recuperado

Balance general del proceso de destilación

𝑅 = 𝑉𝑒𝑟 + 𝐶𝐴

𝑉𝑒𝑟 = 𝑅 − 𝐶𝐴

Destilación R= 1500 g

Ver= 1100 g

CA= 400 g

138

𝑉𝑒𝑟 = 1500 − 400

𝑉𝑒𝑟 = 1100 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜

Cálculo de la densidad del colorante amarillo

𝜌 =𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑛𝑎𝑡𝑒

𝑣𝑎𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒

𝜌 =19.83 𝑔

25 𝑐𝑚3

𝜌 = 0.793 𝑔

𝑐𝑚3

6.B Cálculo para el baño de teñido utilizando el colorante amarillo

Para tener una solución de baño de teñido (1/60) que es 1 gramo de tela en 60 ml de baño de

teñido. Las cantidades volumétricas del colorante y del agua destilada son convertidas en cantidad

en masa.

Cantidades del colorante amarillo donde:

𝑪𝟏= cantidad de colorante 1

𝑪𝟐= cantidad de colorante 2

𝑪𝟑= cantidad de colorante 3

Las cantidades que se utilizaron fueron volumétricas para tenerla en cantidad en masa se

procede a multiplicar por la densidad del colorante.

𝑪𝟏 = 20 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔

𝑐𝑚3= 15.86 g

𝑪𝟐 = 25 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔

𝑐𝑚3=19.83 g

𝑪𝟑 = 30 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔

𝑐𝑚3= 23.79 g

139

Las cantidades volumétricas del agua es la misma cantidad en masa debido a su densidad que

es 1𝑔

𝑐𝑚3

Donde la cantidad de agua (𝑊𝑛):

𝒘𝟏 = 100 𝑔

𝒘𝟐 = 95 𝑔

𝒘𝟑 = 90 𝑔

7.B Cálculo de la cantidad de mordiente (alumbre y bicarbonato de sodio) a utilizar en

relación con el peso de la tela

Peso de la tela a teñir= 2 g

Cálculo de cantidad de alumbre (A) que se utilizara en el proceso de teñido donde:

𝐴10= representa el 10 % del peso total de la tela



𝐵10= representa el 10 % del peso total de la tela

Cantidades en peso de los mordientes

𝒈𝒓𝒂𝒎𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒕𝒆𝒍𝒂 ∗ % 𝒅𝒆𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒅𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆

𝟏𝟎𝟎

Cantidad de alumbre al 10 % en relación al peso de la tela a teñir

𝑨𝟏𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 De alumbre

140


𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟐𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟒 𝒈 De alumbre


𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟑𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟔 𝒈 De alumbre

Cantidad de bicarbonato de sodio al 10 % en relación al peso de la tela a teñir

𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 De 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑

Cálculo del peso total de cada baño de teñido utilizando el colorante amarillo

Primer proceso= (𝑃1)

Segundo proceso= (𝑃2)

Peso total del baño de teñido= PT

FORMULA DEL PRIMER PROCESO

PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n

FORMULA DEL SEGUNDO PROCESO

PT= 𝛴𝐴n + 𝛴𝑊n + 𝛴𝐶n + 𝛴𝐵10

141

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10

Agua:100 g.

Colorante:15.86 g.

PT= 116. 06 g

𝑃1𝐶2𝐴10

Agua: 95 g.

Colorante: 19.83 g.

PT= 115.03 g

𝑃1𝐶3𝐴10

Agua: 90 g.

Colorante: 23.79 g.

PT=113.99 g

𝐵10= 0.2 g. de

𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑


PT= 116.26 g


PT= 115.23 g


PT= 114.19

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20

Agua:100 g.

Colorante:15.86 g.

PT= 116.26 g

𝑃1𝐶2𝐴20

Agua: 95 g.

Colorante: 19.83 g.

PT=115.23 g

𝑃1𝐶3𝐴20

Agua: 90 g.

Colorante: 23.79 g.

PT= 114.19 g

𝐵10= 0.2 g. de



PT=116.46 g


PT=115.43 g


PT= 114.39 g

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30

Agua:100 g.

Colorante:15.86 g.

PT=116.46 g

𝑃1𝐶2𝐴30

Agua: 95 g.

Colorante: 19.83 g.

PT=115.43 g

𝑃1𝐶3𝐴30

Agua: 90 g.

Colorante: 23.79 g.

PT= 114.39 g

𝐵10= 0.2 g. de



PT=116.66 g


PT=115.63 g


PT= 114.59 g

142

8.B Cálculos de concentración del colorante amarillo por espectrofotómetro

Se procedió a determinar las concentraciones del baño de teñido utilizando la ley de

LAMBERT-BEER

[C]=𝐴

𝜀∗𝐿

Donde:





Se selecciona el segundo proceso de teñido debido a mejores resultados de teñidos a las fibras

de algodón con el colorante amarillo.

En colorante amarillo concentrado fue disuelto 10 veces donde tenemos una longitud de onda

445 nm

Formula de Factor de dilución

Dónde:


V= volumen total de la solución


𝐹𝐷 =𝑉

𝐴𝑙𝑐

143

Para el colorante amarillo concentrado fue:

𝐹𝐷 =10

1

𝐹𝐷 = 10

PM= peso molecular de la luteolina

PM= 286.239 𝑔

𝑚𝑜𝑙

Coeficiente de extinción molar es: ɛ= 2000 𝐿

𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚

Cálculo de concentración del colorante amarillo

Absorbancia= 0.428

[C]=𝐴

𝜀∗𝐿

[C]= 0.428

2000𝐿

𝑚𝑜𝑙∗𝑐𝑚∗1𝑐𝑚

= 2.14𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

La concentración se multiplica con el peso molecular

[C]= 2.14𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 286.239

𝑔

𝑚𝑜𝑙= 0.061

𝑔

𝐿

La concentración se multiplica para el factor de dilución

[𝐶] = 0.061𝑔𝐿

∗ 10

Concentración del colorante amarillo =[𝐶] = 0.61 𝑔

𝐿

144

9.B Cálculo de concentraciones iniciales del baño de teñido con el colorante amarillo


de algodón con el colorante amarillo.

Baño de

teñido

Calculo utilizando la ley de

LAMBERT-BEER (baño de

teñido)

[C]= 𝑨

𝜺∗𝑳 =

𝒎𝒐𝒍

𝑳

ɛ=2000𝑳

𝒎𝒐𝒍∗𝒄𝒎

L= 1 cm

Multiplicación por el peso molecular

para tener la concentración inicial

PM=286.239 𝒈

𝒎𝒐𝒍

[𝑪𝒊]*PM= 𝒈

𝑳


A=0.654

[𝐶𝑖]= 0.654

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=3.27𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.094𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=2.154

[𝐶𝑖]= 2.154

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.077𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.31𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=3.762

[𝐶𝑖]= 3.762

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.881𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

𝐶𝑖]=0.54𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=0.652

[𝐶𝑖]= 0.653

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=3.265𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.093𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=2.341

[𝐶𝑖]= 2.341

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.17𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.34𝑔

𝐿

145

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=3.873

[𝐶𝑖]= 3.873

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.936𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.55𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.496

[𝐶𝑖]= 0.496

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=2.48𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.071𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=2.341

[𝐶𝑖]= 2.341

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.17𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]0.34𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=4.055

[𝐶𝑖]= 4.055

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=2.027𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.58𝑔

𝐿

146

10.B Cálculo de las concentraciones finales del baño de teñido con el colorante amarillo

Baño de

teñido

Baño de teñido (aguas

residuales)


LAMBERT-BEER

[C]= 𝑨

𝜺∗𝑳 =

𝒎𝒐𝒍

𝑳

ɛ=2000𝑳


L= 1 cm

Multiplicación por el peso

molecular

PM=286.239 𝒈

𝒎𝒐𝒍

[𝑪𝒇]*PM= 𝒈

𝑳


A=0.592

[𝐶𝑓]= 0.592

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=2.96𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.084𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A= 1.954

[𝐶𝑓]= 1.954

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=9.77𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.28𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=2.774

[𝐶𝑓]= 2.774

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=1.387𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

𝐶𝑓]=0.39𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A= 0.174

[𝐶𝑓]= 0.174

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=8.7𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.025𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.140

[𝐶𝑓]= 0.140

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=7𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.020𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.205 [𝐶𝑓]=0.028𝑔

𝐿

147

[𝐶𝑓]= 0.20

2000𝐿


=


𝐿

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.081

[𝐶𝑓]= 0.081

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=4.05𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.011𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.363

[𝐶𝑓]= 0.363

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.81𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.051𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.112

[𝐶𝑓]= 0.112

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=5.6𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.016𝑔

𝐿

Baño de

teñido


LAMBERT-BEER (baño de teñido)

[C]= 𝑨

𝜺∗𝑳 =

𝒎𝒐𝒍

𝑳

ɛ=2000𝑳


L= 1 cm


molecular para tener la

concentración inicial

PM=286.239 𝒈

𝒎𝒐𝒍

[𝑪𝒊]*PM= 𝒈

𝑳


A=2.154

[𝐶𝑖]= 2.154

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.075𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.31𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=2.341

[𝐶𝑖]= 2.341

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.17𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.33𝑔

𝐿

148

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=2.607

[𝐶𝑖]= 2.607

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.30𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

𝐶𝑖]=0.37𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=3.762

[𝐶𝑖]= 3.762

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.88𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.54𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=3.873

[𝐶𝑖]= 3.873

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.93𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.55𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=4.055

[𝐶𝑖]= 4.055

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=2.02𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.58𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.654

[𝐶𝑖]= 0.654

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=3.27𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.093𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.652

[𝐶𝑖]= 0.652

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=3.26𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]0.093𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.496

[𝐶𝑖]= 0.496

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=2.48𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.071𝑥10−3 𝑔

𝐿

149

11.B Cálculo de las concentraciones finales del baño de teñido con el colorante amarillo

Baño de

teñido


residuales)


LAMBERT-BEER

[C]= 𝑨

𝜺∗𝑳 =

𝒎𝒐𝒍

𝑳

ɛ=2000𝑳


L= 1 cm


molecular

PM=286.239 𝒈

𝒎𝒐𝒍

[𝑪𝒇]*PM= 𝒈

𝑳


A=1.778

[𝐶𝑓]= 1.778

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=8.89𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.25𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A= 1.954

[𝐶𝑓]= 1.954

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=9.77𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.28𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=2.219

[𝐶𝑓]= 2.219

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.11𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙

𝐿

𝐶𝑓]=0.32𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A= 0.712

[𝐶𝑓]= 0.020

2000𝐿


=

[𝐶𝑓]=3.56𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.101𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.140

[𝐶𝑓]= 0.140

2000𝐿


=


𝐿

[𝐶𝑓]=0.020𝑔

𝐿

150

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.20

[𝐶𝑓]= 0.20

2000𝐿


=


𝐿

[𝐶𝑓]=0.028𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.087

[𝐶𝑓]= 0.007

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=4.35𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=0.012𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.336

[𝐶𝑓]= 0.363

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.81𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.051𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.129

[𝐶𝑓]= 0.129

2000𝐿


=

[𝐶𝑖]=6.45𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=0.018𝑔

𝐿

151

12.B Cálculo del porcentaje de agotamiento del colorante amarillo

Se procede a calcular la eficiencia del proceso de teñido por agotamiento donde aplica la


% agotamiento= 𝐶𝑖−𝐶𝑓

𝐶𝑖𝑥100 (ec= 2)

Dónde:


𝐶𝑓= es la concentración final del proceso de teñido

Baño de

teñido

Baño de teñido

inicial

Baño de teñido

fina

% de agotamiento

𝑪𝒊−𝑪𝒇

𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎 =

𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.094𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.084

𝑔

𝐿 0.094

𝑔

𝐿−0.084

𝑔

𝐿

0.094𝑔

𝐿

𝑥100 =

10.64%

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=0.31𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.28

𝑔

𝐿 0.31

𝑔

𝐿−0.28

𝑔

𝐿

0.33𝑔

𝐿

𝑥100 =

15.15%

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 𝐶𝑖]=0.54𝑔

𝐿 𝐶𝑓]=0.39

𝑔

𝐿 0.54

𝑔

𝐿−0.39

𝑔

𝐿

0.54𝑔

𝐿

𝑥100 =

27.77%

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.093𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.025

𝑔

𝐿 0.093

𝑔

𝐿−0.025

𝑔

𝐿

0.093𝑔

𝐿

𝑥100 =

73.12%

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.34𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.020

𝑔

𝐿 0.34

𝑔

𝐿−0.020

𝑔

𝐿

0.34𝑔

𝐿

𝑥100 =

94.11%

152

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=0.55𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.028

𝑔

𝐿 0.55

𝑔

𝐿−0.028

𝑔

𝐿

0.58𝑔

𝐿

𝑥100

=94.9%

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.071𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.011

𝑔

𝐿 0.071

𝑔

𝐿−0.011

𝑔

𝐿

0.071𝑔

𝐿

𝑥100 =

84.50%

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]0.34𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.051

𝑔

𝐿 0.34

𝑔

𝐿−0.051

𝑔

𝐿

0.093𝑔

𝐿

𝑥100 =

85%

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0.58𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.016

𝑔

𝐿 0.071

𝑔

𝐿−0.018

𝑔

𝐿

0.071𝑔

𝐿

𝑥100 =

97.24%

13.B Cálculos de obtención de colorante a partir de la col morada

Procesamiento de la col morada para la extracción de la antocianina

Dónde:

CM= materia prima col morada

B= tallo de la col morada

Ce= Col morada lista para su extracción

𝐶𝑒1= col morada húmeda del proceso de lavado

𝑊1= agua para el proceso de lavado

𝑊2= agua para el proceso de mezcla

Wr= agua residual del proceso de lavada

𝐶𝑙37= ácido clorhídrico al 37% de pureza

S= solución de extracción

153

Ce= 600g 𝐶𝑒1=610 g

14.B Balance de materia para la preparación de extracción de la antocianina a partir de

la col morada (Brassica oleracea var . capitata f rubra)

Balance general del proceso de Procesamiento de la col morada para la extracción de la

antocianina

𝑪𝑴 + 𝑩 + 𝑊1 + 𝑊2 + 𝑪𝒍𝟑𝟕 = 𝑩 + 𝑾𝒓 + 𝑺

Balance parcial del proceso de cortado

𝑪𝑴 = 𝑩 + 𝑪𝒆

Despeje 𝑪𝑴 − 𝑩 = 𝑪𝒆

𝑪𝒆 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝟒𝟎𝟎

𝑪𝒆 = 𝟔𝟎𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒂𝒅𝒂

Cortado Lavado Mezclado

Materia prima:

CM= 1000 g

B= 400g

𝑊1=10

00 g

Wr= 990 g

𝐶𝑙37 = 5 𝑔

𝑊2= 1550 g

S= 2165 g

154

Balance parcial del proceso de lavada

𝑾𝟏 + 𝑪𝒆 = 𝑾𝒓 + 𝑪𝒆𝟏

𝑾𝟏 + 𝑪𝒆 − 𝑾𝒓 = 𝑪𝒆𝟏

𝑪𝒆𝟏 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 + 𝟔𝟎𝟎 − 𝟗𝟗𝟎

𝑪𝒆𝟏 = 𝟔𝟏𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒅𝒂𝒓𝒂

15.B Cálculo de concentración del ácido clorhídrico para el proceso de extracción de la

antocianina

Preparación de solución al 0.1 % de ácido clorhídrico, utilizando una concentración inicial del

ácido clorhídrico que es el 37%

Dónde:

𝑪𝟏= concentración inicial del ácido clorhídrico

𝑪𝟐= Concentración final del ácido clorhídrico

𝑽𝟏= volumen inicial del ácido clorhídrico

𝑽𝟐= volumen final del ácido clorhídrico

𝑪𝟏 ∗ 𝑽𝟏 = 𝑪𝟐 ∗ 𝑽𝟐

𝑽𝟐 =𝑪𝟏 ∗ 𝑽𝟏

𝑪𝟐

𝑽𝟐 =𝟎. 𝟑𝟕 ∗ 𝟒. 𝟐

𝟎. 𝟎𝟎𝟏

𝑽𝟐 = 𝟏𝟓𝟓𝟒 𝒎𝒍 Volumen total de solución para la extracción

Donde el ácido clorhídrico tiene una densidad de 𝝆 = 𝟏. 𝟏𝟖𝟒 𝒈

𝒄𝒎𝟑

𝒎 = ρ ∗ 𝒗

𝒎 = 𝟏. 𝟏𝟖𝟒 𝒈

𝒄𝒎𝟑∗ 𝟒. 𝟐𝒄𝒎𝟑

𝒎 = 𝟓 . 𝟎𝟗 𝒈 de ácido clorhídrico

155

Balance parcial de materia en el proceso de mezclado para la preparación de solución al

0.1 % de ácido clorhídrico

El peso total de la mezcla es de 2165 g donde 600 g es el peso de la col morada y el resto es la

solución acidificada con una concentración al 0.1% de HCl

Cálculo del porcentaje en peso de col morada en la solución de extracción

%𝑷𝑬𝑺𝑶 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒂𝒅𝒂

𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏𝑥100

%𝑷𝑬𝑺𝑶 =𝟔𝟎𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒍 𝒎𝒐𝒓𝒂𝒅𝒂

2165 𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑥100

%𝑷𝑬𝑺𝑶 = 27.71 % del peso total de la col morada

Donde el 72.28 % es el peso total de la solución acidificad.

16.B Cálculo del balance general para la obtención del colorante azul

Mezclado 𝐶𝑒1=610 g

𝐶𝑙37 = 5 𝑔

𝑊2= 1550 g

S=2165 g del peso

total

156

𝑆𝑎1= 1340 g 𝑆𝑎2= 340 g

Para obtener el colorante azul pasa por los siguientes procesos luego de un proceso de inmersión

de 3 días a 4 °C.

Dónde:

S= solución acidificada de extracción con col morada

R= residuo de col morada

V= vapor de agua

𝑆𝑎1= Solución diluida con antocianina

𝑆𝑎2= Solución concentrada con antocianina

𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙 = colorante azul para el proceso de teñido

B= bicarbonato de sodio purificado

17.B Balance de materia para la obtención del colorante azul

Balance general del proceso de obtención del colorante azul

𝑆 + 𝐵 = 𝑅 + 𝑉 + 𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙

Filtración Concentracion

(calentamiento) Mezclado

S= 2165 g

R= 825 g V= 1000 g B= 2.5 g

𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙=340.5g

157

Balance parcial del proceso de filtración

𝐒 = 𝐑 + 𝐒𝐚𝟏

𝑆 − 𝑅 = 𝑆𝑎1

𝑆𝑎1 = 2165 − 825

𝑆𝑎1= 1340 g de solución diluida con antocianina

Balance parcial del proceso de concentración

Cálculo de cantidad de vapor de agua perdida en la solución

𝑆𝑎1 = 𝑽 + 𝑆𝑎2

𝑆𝑎1 − 𝑆𝑎2 = 𝑉

𝑽 = 𝟏𝟑𝟒𝟎 − 𝟑𝟒𝟎

𝑽 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒈 𝒅𝒆 𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂

Balance parcial del proceso para la obtención del colorante azul

𝑆𝑎2 + 𝐵 = 𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙

𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙 = 340 + 2.5

𝐶𝑎𝑧𝑢𝑙 = 342.5 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑧𝑢𝑙

Calculo de densidad del colorante azul



158

𝜌 =25.65 𝑔

25 𝑐𝑚3

𝜌 = 1.026 𝑔

𝑐𝑚3

18.B Cálculo para el baño de teñido utilizando el colorante azul extraída de la col morada

Se dividió en 2 procesos de teñido donde las cantidades volumétricas del colorante y del agua

destilada son convertidas en cantidad en masa en cada proceso.

En el primer proceso

Cantidades del colorante azul donde:




19.B Primer proceso de teñido del colorante azul

Las cantidades volumétricas del colorante son convertidas en cantidad en masa donde se

procede a multiplicar por la densidad del colorante azul, con una relación de baño de teñido 1/60.

𝑚 = 𝑉 ∗ 𝜌

𝑪𝟏 = 12 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔

𝑐𝑚3= 12.31 g

𝑪𝟐 = 18 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔

𝑐𝑚3=18.46 g

𝑪𝟑 = 24 𝑐𝑚3 ∗ 0.793 𝑔

𝑐𝑚3= 24.62 g


es 1𝑔

𝑐𝑚3


𝒘𝟏 = 108 𝑔

𝒘𝟐 = 102 𝑔

159

𝒘𝟑 = 96

Segundo proceso de teñido del colorante azul

Las cantidades volumétricas del colorante azul son mayores en comparación al primer proceso

para tener una relación de baño de teñido 1/60.

𝑚 = 𝑉 ∗ 𝜌

𝑪𝟏 = 30 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔

𝑐𝑚3= 30.78 g

𝑪𝟐 = 36 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔

𝑐𝑚3=36.94 g

𝑪𝟑 = 42 𝑐𝑚3 ∗ 1.026 𝑔

𝑐𝑚3= 43.1 g

Las cantidades volumétricas del agua del segundo proceso es la misma cantidad en masa debido

a su densidad que es 1𝑔

𝑐𝑚3


𝒘𝟏 = 90 𝑔

𝒘𝟐 = 84 𝑔

𝒘𝟑 = 78 𝑔

20.B Cálculo de la cantidad de mordiente (alumbre y bicarbonato de sodio) en relación al

peso de la tela para el proceso de teñido con el colorante azul


Cálculo de cantidad de alumbre (A) que se utilizara en el proceso de teñido donde:




𝐵10= representa el 10 % del peso total de la tela

160

Cantidades en peso de los mordientes para la utilización de los 2 procesos de teñido del

colorante azul


𝟏𝟎𝟎

Cantidad de alumbre al 10 % en relación con el peso de la tela a teñir

𝑨𝟏𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 de alumbre


𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟐𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟒 𝒈 de alumbre


𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟑𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟔 𝒈 de alumbre

Cantidad de bicarbonato de sodio al 10 % en relación con el peso de la tela a teñir

𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 de 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑

21.B Cálculo del peso total de cada baño de teñido utilizando el colorante azul








161

Suma de cada sustancia que compone el baño de teñido del primer proceso

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g. 𝑃1𝐶1𝐴10

Agua destilada:108 g.

Colorante:12.31g

PT= 120.51 g.

𝑃1𝐶2𝐴10


Colorante: 18.46 g

PT= 120.66

𝑃1𝐶3𝐴10


Colorante: 24.62 g.

PT= 120.82 g.

𝐴20= 0.4 g. 𝑃1𝐶1𝐴20

Agua destilada:108 g.

Colorante:12.31g.

PT= 120.71 g.

𝑃1𝐶2𝐴20


Colorante: 18.46 g.

PT=120.82

𝑃1𝐶3𝐴20


Colorante: 24.62 g.

PT=121,02

𝐴30= 0.6 g. 𝑃1𝐶1𝐴30


Colorante:12.31g

PT= 120.91 g.

𝑃1𝐶2𝐴30


Colorante: 18.46 g.

PT=121.06

𝑃1𝐶3𝐴30


Colorante: 24.62 g.

PT=121.22

162

Suma de cada sustancia que componen el baño de teñido del segundo proceso

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]

𝐴10= 0.2 g.

𝐵10= 0.2 g.

𝑃2𝐶1𝐴10


Colorante: 30.78 g.

PT=120.98 g.

𝑃2𝐶2𝐴10


Colorante: 36.94 g.

PT= 121.14 g.

𝑃2𝐶3𝐴10


Colorante: 43.1 g.

PT= 121.3 g.

𝐴20= 0.4 g.

𝐵10= 0.2 g.

𝑃2𝐶1𝐴20


Colorante: 30.78 g.

PT= 121,18 g.

𝑃2𝐶2𝐴20


Colorante: 36.94 g.

PT= 121.34 g.

𝑃2𝐶3𝐴20


Colorante: 43.1 g.

PT=121.5 g.

𝐴30= 0.6 g.

𝐵10= 0.2 g.

𝑃2𝐶1𝐴30


Colorante: 30.78 g.

PT=121.38 g.

𝑃2𝐶2𝐴30


Colorante: 36.94 g.

PT= 121.54.

𝑃2𝐶3𝐴30


Colorante: 43.1 g.

PT=121.7 g.

163

22.B Cálculos de concentración del colorante azul por espectrofotómetro

Se procede a determinar las concentraciones del baño de teñido utilizando la ley de

LAMBERT-BEER

[C]=𝐴

𝜀∗𝐿 Ec: 1

Donde:





Se selecciona el segundo proceso de teñid debido a mejores resultados de teñidos a las fibras

de algodón con el colorante azul.

23.B Cálculo de colorante que se impregno en la tela de fibra de algodón




𝐶𝑖𝑥100 Ec:2

Donde:



El colorante azul concentrado fue diluido 200 veces es decir 0.5 ml del colorante concentrado

en 100 ml de agua destilada conde se obtuvo una longitud de onda de 583.105 nm y las

concentraciones del baño de teñido fue diluido 100 veces es decir 1 ml del baño de teñido en 100

ml de agua destilada.

164

Fórmula de Factor de dilución

Donde:




𝐹𝐷 =𝑉

𝐴𝑙𝑐 Ec:3

Para el colorante azul concentrado fue:

𝐹𝐷 =100

0.5

𝐹𝐷 = 200

Factor de dilución del baño de teñido:

𝐹𝐷 =𝑉

𝐴𝑙𝑐

𝐹𝐷 =100

1

𝐹𝐷 = 100

PM= peso molecular de la antocianina delfinidina

PM= 338,7 𝑔

𝑚𝑜𝑙



Cálculo de concentración del colorante azul

Absorbancia= 0.221

[C]=𝐴

𝜀∗𝐿

[C]= 0.221

38000𝐿


= 5.815𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

165


[C]= 5.815𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙= 1.96𝑥10−3 𝑔

𝐿


[𝐶] = 1.96𝑥10−3 𝑔

𝐿∗ 200

Concentración del colorante azul =[𝐶] = 0.40 𝑔

𝐿

24.B Cálculo de concentraciones iniciales del baño de teñido con el colorante azul

Para: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 donde la absorbancia fue de A=0.125

[𝐶𝑖]= 0.125

38000𝐿


= 3.29𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

Convertir unidades de 𝒎𝒐𝒍

𝑳 a

𝒈

𝑳 por su peso molecular PM=338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑖]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑖]=3.29𝑥10−6 𝑔

𝑚𝑜𝑙∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑖]=1.114𝑋10−3 𝑔

𝐿

Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100

[𝐶𝑖]*FD=𝑔

𝐿

1.114𝑋10−3𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑖]=0,11 𝑔

𝐿 del proceso: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10

166

Para: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 donde la absorbancia fue de A=0.123

[𝐶𝑖]= 0.123

38000𝐿


= 3.236𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

Convertir unidades de 𝒈

𝒎𝒐𝒍 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑖]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑖]=3.236𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑖]=1.096𝑋10−3 𝑔

𝐿

Cálculo de Concentración real que es multiplicado por el factor de dilución FD=100

[𝐶𝑖]*FD=𝑔

𝐿

1.096𝑋10−3𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑖]=0,12 𝑔

𝐿 del proceso #: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10

Para: #: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.112

[𝐶𝑖]= 0.112

38000𝐿


= 2.95𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑖]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑖]=2.95𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑖]=9.99𝑋10−4 𝑔

𝐿

167


[𝐶𝑖]*FD=𝑔

𝐿

9.99𝑋10−4 𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑖]=0,10 𝑔


Para: 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10donde la absorbancia fue de A=0.140

[𝐶𝑖]= 0.140

38000𝐿


= 3.68𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑖]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑖]=3.68𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑖]=1.24𝑋10−3 𝑔

𝐿


[𝐶𝑖]*FD=𝑔

𝐿

1.24𝑋10−3𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑖]=0,12 𝑔

𝐿 del proceso: 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10

168

25.B Cálculo de concentraciones finales del baño de teñido con el colorante azul (agua

residual)


[𝐶𝑖]= 0.035

38000𝐿


= 9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑖]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑖]=9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338,7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑖]=3.119𝑋10−4 𝑔

𝐿


[𝐶𝑖]*FD=𝑔

𝐿

1.91𝑋10−4𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑖]=0,031 𝑔

𝐿 del proceso 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10


[𝐶𝑓]= 0.035

38000𝐿


= 9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

169

[𝐶𝑓]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑓]=9.21𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑓]=3.119𝑋10−4 𝑔

𝐿


[𝐶𝑓]*FD=𝑔

𝐿

3.119𝑋10−4𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑓]=0,031 𝑔



[𝐶𝑓]= 0.061

38000𝐿


= 1.61𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑓]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑓]=1.61𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑓]=5.45𝑋10−4 𝑔

𝐿


[𝐶𝑓]*FD=𝑔

𝐿

5.45𝑋10−4𝑔

𝐿∗ 100

170

[𝐶𝑓]=0,054 𝑔



[𝐶𝑓]= 0.043

38000𝐿


= 1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑓]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑓]=1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑓]=3.827𝑋10−4 𝑔

𝐿


[𝐶𝑓]*FD=𝑔

𝐿

3.827𝑋10−4𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑓]=0,038 𝑔

𝐿 del proceso : 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10


[𝐶𝑓]= 0.043

38000𝐿


= 1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑓]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑓]=1.13𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

171

[𝐶𝑓]=3.827𝑋10−4 𝑔

𝐿


[𝐶𝑓]*FD=𝑔

𝐿

3,827𝑋10−4𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑓]=0,038 𝑔



[𝐶𝑓]= 0.084

38000𝐿


= 2.21𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿


𝑳 a

𝒈


𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑓]*PM=𝑔

𝐿

[𝐶𝑓]=2.21𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 338.7

𝑔

𝑚𝑜𝑙=

[𝐶𝑓]=7.485𝑋10−4 𝑔

𝐿


[𝐶𝑓]*FD=𝑔

𝐿

7.485𝑋10−4 𝑔

𝐿∗ 100

[𝐶𝑓]=0,0748 𝑔

𝐿 del proceso 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10

172

26.B Tabla de resultado

Concentraciones

del baño de teñido

Absorbancia de

cada baño de teñido

Cálculo de

concentración

[C]=𝑨

𝜺∗𝑳

Aguas residuales

Absorbancia

[C]=𝑨

𝜺∗𝑳

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=0.125

[𝐶𝑖]= 0,11 𝑔

𝐿

#: 𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=0.035

[𝐶𝑓]=0,031 𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.123

[𝐶𝑖]= 0,12 𝑔

𝐿

#: 𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.061

[[𝐶𝑓]=0,054 𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.112

[𝐶𝑖]=0,10 𝑔

𝐿

#: 𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.043

[𝐶𝑓]=0,038 𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.140

[[𝐶𝑖]=0,12 𝑔

𝐿

#: 𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.084

[𝐶𝑓]=0,0748 𝑔

𝐿

27.B Cálculo de porcentaje de agotamiento

Baño de

teñido

Baño de teñido

inicial

Baño de teñido

fina

% de agotamiento

𝑪𝒊 − 𝑪𝒇

𝑪𝒊𝒙𝟏𝟎𝟎

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,11 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,031

𝑔

𝐿 0,11

𝑔

𝐿−0,031

𝑔

𝐿

0,11 𝑔

𝐿

𝑥100 =

71.81%

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]= 0,12 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,054

𝑔

𝐿 0,12

𝑔

𝐿−0,054

𝑔

𝐿

0,12 𝑔

𝐿

𝑥100 =

57.5 %

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0,10 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,038

𝑔

𝐿 0,10

𝑔

𝐿 −0,038

𝑔

𝐿

0,10 𝑔

𝐿

𝑥100 =

62 %

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=0,12 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0,0748

𝑔

𝐿 0,12

𝑔

𝐿 −0,0748

𝑔

𝐿

0,12 𝑔

𝐿

𝑥100 =

37.66 %

173

28.B Proceso de obtención del colorante rojo a partir del ácido carmín al 50% de pureza

Para la obtención del colorante rojo se procede realizar un proceso de mezclado donde:

W= agua

𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐= acido carmín al 50 %

Balance general del proceso de obtención del colorante rojo

𝑊 + 𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 = 𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜

𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜 = 500 + 70

𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜 = 570 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑙𝑜𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒

Contendido de ácido carmín en la solución del colorante rojo

%𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 =𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒄𝒊𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒓𝒎𝒊𝒏 ∗ 𝒑𝒖𝒓𝒆𝒛𝒂

𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊𝒐𝒏 𝑿𝟏𝟎𝟎

%𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 =𝟕𝟎 ∗ 𝟎. 𝟓𝟎

𝟓𝟕𝟎 𝑿𝟏𝟎𝟎

Mezclado W: 500 g

𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐: 70 g

𝐶𝑟𝑜𝑗𝑜= 570 g

174

%𝑨𝒄𝒓𝒐𝒋𝒐 = 𝟔. 𝟏𝟒 % 𝒅𝒆 𝒂𝒄𝒊𝒅𝒐 𝒄𝒂𝒓𝒎𝒊𝒏 𝒆𝒏 𝒍𝒂 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏

Calculo de la densidad del colorante rojo



𝜌 =25.85 𝑔

25 𝑐𝑚3

𝜌 = 1.034 𝑔

𝑐𝑚3

29.B Cálculo para el baño de teñido utilizando el colorante rojo

Las cantidades volumétricas del colorante rojo y del agua destilada son convertida en cantidad

en masa.

Cantidades del colorante rojo donde:




Las cantidades que se utilizaron fueron volumétricas para tenerla en cantidad en masa se

procede a multiplicar por la densidad del colorante.

𝑪𝟏 = 5 𝑐𝑚3 ∗ 1.034 𝑔

𝑐𝑚3= 15.17 g

𝑪𝟐 = 10 𝑐𝑚3 ∗ 1.034 𝑔

𝑐𝑚3=10.34 g

𝑪𝟑 = 15 𝑐𝑚3 ∗ 1.034 𝑔

𝑐𝑚3= 15.51 g


es 1𝑔

𝑐𝑚3

175


𝒘𝟏 = 115 𝑔

𝒘𝟐 = 110 𝑔

𝒘𝟑 = 105𝑔

Calculo de la cantidad de mordiente (alumbre y bicarbonato de sodio) a utilizar en relación al

peso de la tela


30.B Calculo de cantidad de alumbre (A) y bicarbonato que se utilizara en el proceso de

teñido

Donde:

𝐴10= representa el 10 % del contenido de alumbre en relación al peso total de la tela



𝐵10= representa el 10 % del contenido de alumbre en relación al peso total de la tela

Cantidades en peso de los mordientes


𝟏𝟎𝟎


𝑨𝟏𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 De alumbre


176

𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟐𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟒 𝒈 De alumbre


𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟑𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟔 𝒈 De alumbre

Cantidad de bicarbonato de sodio al 10 % en relación al peso de la tela a teñir

𝑨𝟐𝟎 =𝟐∗𝟏𝟎

𝟏𝟎𝟎= 𝟎. 𝟐 𝒈 de 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑

Calculo del peso total de cada baño de teñido utilizando el colorante amarillo








177

RB: 1/60 [𝑪𝟏] [𝑪𝟐] [𝑪𝟑]


Colorante: 5.17g.

PT= 120.37 g.


Colorante: 10.34g.

PT= 120.54 g.


Colorante: 15.51g

PT=120.71 g.

𝐵10= 0.2 g. de



PT=120.57 g.


PT=120.74 g.


PT=120.91 g.


Colorante: 5.17g.

PT= 120.57 g.


Colorante: 10.34g.

PT=120.74 g.


Colorante: 15.51g

PT=120.91 g.

𝐵10= 0.2 g. de



PT=120.77 g.


PT=120.94 g.


PT=121.11 g


Colorante: 5.17g.

PT= 120.77 g.


Colorante: 10.34g.

PT= 120.94 g.


Colorante: 15.51g.

PT=121.11 g

𝐵10= 0.2 g. de



PT=120.97 g.


PT=121.14 g.


PT=121.31 g.

178

31.B Cálculos de concentración del colorante rojo por espectrofotómetro

Se procedió a determinar las concentraciones del baño de teñido utilizando la ley de

LAMBERT-BEER

[C]=𝐴

𝜀∗𝐿

Donde:





Formula de Factor de dilución

Donde:




𝐹𝐷 =𝑉

𝐴𝑙𝑐

Para el colorante rojo concentrado fue:

𝐹𝐷 =100

0.080

𝐹𝐷 = 1250

179

PM= peso molecular del ácido carmín

PM= 492.389 𝑔

𝑚𝑜𝑙



Longitud de onda=493 nm

Cálculo de concentración del colorante rojo

Absorbancia= 0.784

[C]=𝐴

𝜀∗𝐿

[C]= 0.784

6800𝐿


= 1.15𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿


[C]= 1.15𝑥10−4 𝑚𝑜𝑙

𝐿∗ 492.389

𝑔

𝑚𝑜𝑙= 0.056

𝑔

𝐿


[𝐶] = 0.056𝑔𝐿

∗ 1250

Concentración del colorante rojo =[𝐶] = 70 𝑔

𝐿

32.B Cálculo de concentraciones iniciales del baño de teñido con el colorante rojo


de algodón con el colorante rojo

180

Baño de teñido

Calculo utilizando la ley de LAMBERT-

BEER (baño de teñido)

[C]= 𝐴

𝜀∗𝐿 =

𝑚𝑜𝑙

𝐿

ɛ=6800𝐿


L= 1 cm

Multiplicación por el peso molecular

PM=492.389 𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑖]*PM= 𝑔

𝐿

Multiplicación de factor de dilución

FD=1250

[𝐶𝑖]*FD=𝑔

𝐿

Para

Concentración real de

ácido carmín


A=0.039

[𝐶𝑖]= 0.039

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=5.735𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=2.823𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=3.53

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A=0.053

[𝐶𝑖]= 0.053

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=7.78𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=3.83𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=4.79

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.076

[𝐶𝑖]= 0.076

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.11𝑥10−5 𝑚𝑜𝑙

𝐿

𝐶𝑖]=5.50𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=6.88

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=0.025

[𝐶𝑖]= 0.025

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=3.67𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=1.81𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=2.26

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.038

[𝐶𝑖]= 0.038

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=5.58𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=2.75𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=3.43

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.062

[𝐶𝑖]= 0.062

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=4.48𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=5.61

𝑔

𝐿

181

[𝐶𝑖]=9.12𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.020

[𝐶𝑖]= 0.020

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=2.94𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=1.45𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=1.81

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.031

[𝐶𝑖]= 0.031

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=4.55𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=2.24𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=2.80

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.057

[𝐶𝑖]= 0.057

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=8.38𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=4.13𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=5.16

𝑔

𝐿

182

33.B Cálculos de concentración final de las aguas residuales del color rojo

Baño de

teñido


residuales)

Calculo utilizando la

ley de LAMBERT-BEER

[C]= 𝐴

𝜀∗𝐿 =

𝑚𝑜𝑙

𝐿

ɛ=6800𝐿


L= 1 cm

Multiplicación por el

peso molecular

PM=492.389 𝑔

𝑚𝑜𝑙

[𝐶𝑓]*PM= 𝑔

𝐿

Multiplicación de

factor de dilución

FD=1250

[𝐶𝑖]*FD=𝑔

𝐿

Para

Concentración real

de ácido carmín


A=0.027

[𝐶𝑓]= 0.027

6800𝐿


=

[𝐶𝑓]=3.97𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=1.95𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=2.44

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 A= 0.038

[𝐶𝑓]= 0.038

6800𝐿


=

[𝐶𝑓]=5.58𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=2.75𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=3.44

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 A=0.062

[𝐶𝑓]= 0.062

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=9.12𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

𝐶𝑓]=4.49𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=5.61

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 A=0.020

[𝐶𝑓]= 0.020

6800𝐿


=

[𝐶𝑓]=2.94𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=1.45𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=1.81

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 A=0.009

[𝐶𝑓]= 0.009

6800𝐿


=

[𝐶𝑓]=1.32𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=6.51𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.81

𝑔

𝐿

183

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 A=0.051

[𝐶𝑓]= 0.051

6800𝐿


=

[𝐶𝑓]=7.5𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=3.69𝑥10−3 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=4.61

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 A=0.007

[𝐶𝑓]= 0.007

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.03𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑓]=5.06𝑥10−4 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.63

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 A=0.003

[𝐶𝑓]= 0.003

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=4.41𝑥10−7 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=2.17𝑥10−4 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.27

𝑔

𝐿

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 A=0.011

[𝐶𝑓]= 0.011

6800𝐿


=

[𝐶𝑖]=1.62𝑥10−6 𝑚𝑜𝑙

𝐿

[𝐶𝑖]=7.96𝑥10−4 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.99

𝑔

𝐿

34.B Calculo del porcentaje de agotamiento del colorante rojo




𝐶𝑖𝑥100 Ec: 2

Donde:



184

Baño de

teñido

Baño de teñido

inicial

Baño de teñido

fina

% de agotamiento

𝐶𝑖−𝐶𝑓

𝐶𝑖𝑥100 =

𝑃2𝐶1𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=3.53 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=2.44

𝑔

𝐿 3.53

𝑔

𝐿−2.44

𝑔

𝐿

3.53 𝑔

𝐿

𝑥100 =

30.87%

𝑃2𝐶2𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=4.79 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=3.44

𝑔

𝐿 4.79

𝑔

𝐿−3.44

𝑔

𝐿

4.79 𝑔

𝐿

𝑥100 =

28.18%

𝑃2𝐶3𝐴10𝐵10 [𝐶𝑖]=6.88 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=5.61

𝑔

𝐿 6.88

𝑔

𝐿−5.61

𝑔

𝐿

6.88 𝑔

𝐿

𝑥100 =

18.46%

𝑃2𝐶1𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=2.26 𝑔

𝐿

[𝐶𝑓]=1.81 𝑔

𝐿 2.26

𝑔

𝐿−1.81

𝑔

𝐿

2.26 𝑔

𝐿

𝑥100

=

19.91%

𝑃2𝐶2𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=3.43 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.81

𝑔

𝐿 3.43

𝑔

𝐿−0.81

𝑔

𝐿

3.43 𝑔

𝐿

𝑥100

=

26.38%

𝑃2𝐶3𝐴20𝐵10 [𝐶𝑖]=5.61 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=4.61

𝑔

𝐿 5.61

𝑔

𝐿−4.61

𝑔

𝐿

5.61 𝑔

𝐿

𝑥100

=17.82%

185

𝑃2𝐶1𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=1.81 𝑔

𝐿 [𝐶𝑓]=0.63

𝑔

𝐿 1.81

𝑔

𝐿−0.63

𝑔

𝐿

1.81 𝑔

𝐿

𝑥100

=

65.19%

𝑃2𝐶2𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=2.80 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.27

𝑔

𝐿 2.80

𝑔

𝐿−0.27

𝑔

𝐿

2.80 𝑔

𝐿

𝑥100

=

90.35%

𝑃2𝐶3𝐴30𝐵10 [𝐶𝑖]=5.16 𝑔

𝐿 [𝐶𝑖]=0.99

𝑔

𝐿 5.16

𝑔

𝐿−0.99

𝑔

𝐿

5.16 𝑔

𝐿

𝑥100 =

80.81%

186

Anexo C Glosario

ANEXO C - GLOSARIO

Ácido carmínico: f. Colorante obtenido a partir de un insecto llamado Cochinilla


Cochinilla: (Del lat .coccinus ,grana , qermes, insecto hemíptero) Originario de México y de

países de América del sur como: Ecuador ,Perú y Bolivia .Es un insecto del tamaño del chinche

,vive como huésped en el nopal o tuna , la importancia de este insecto es que produce ácido

carmínico que es utilizado en diferentes industrias como colorante natural .

Mordiente: Sustancia química que sirve para fijar el color en un sustrato (Tela, papel)

Luteolina: (luteolol, Digitoflavona, luteolina) Es uno de los flavonoides más comunes, es una

sustancia que se encuentra en plantas en sus hojas y cortezas como: el apio, brócoli y flor de retama

Antocianina: Es un pigmento hidrosoluble de la familia de los flavonoides se encuentra en las

células vegetales que otorgan el color rojo, purpura y azul por lo general se encuentran en frutos y

vegetales como: uva, mora, col morada y maíz morado.

Alumbre: Es una sal metálica un tipo de sulfato triple compuesto por el sulfato de un metal

trivalente, es uno de los ingredientes en los procesos tintóreos sirve para fijar el color en la fibra

textil, sirve para obtener lacas.

187

EspectofotometroUV-Visible: Es una técnica que se utiliza a nivel de laboratorio como

detector para la cromatografía liquida de alta resolución, utiliza la luz en los rangos visibles y

adyacentes. La presencia de un análito puede dar una respuesta relacionada con la concentración

Colorímetro: Es un instrumento usado que se utiliza para identificar el color de una sustancia,

permite medir la absorbancia de una disolución en una frecuencia de luz especifica.

PHmetro: Es un instrumento que sirve para determinar el medio en que se encuentra una

sustancia el rango es de 0-6 acido, 7 neutro ,8-14 se lo denomina medio alcalino, El pH es uno de

los puntos críticos en la mayorías de los procesos a nivel industrial .

Col morada: (Brassica oleracea var. Capitata f rubra) Es un vegetal cuya coloración violácea

es proporcionada por un pigmento llamado antocianina, esta coloración depende del pH y del

suelo.

Flor de retama: (Retama sphaerocarpa L.) Es una planta tintórea , cuyos pétalos contiene un

pigmento llamado luteolina que es el responsable del color amarillo que sirve como colorante

natural a nivel industrial .

Ley de Beer-Lambert: Es una relación empírica que relaciona la absorción de la luz con las

propiedades del material atravesado, permite cuantificar la concentración de una muestra por UV.

Fibra textil: Es un conjunto de filamentos para ser usados para formas hilos mediante procesos

físicos y químicos. Existen diferentes tipos de fibras: natural, artificial y sintética

188

Algodón: (Gossypium) Familia de las malváceas. Es un arbusto que en sus semillas se encuentra

una fibra 94-96% de celulosa, la cual pasa por algunos procesos químicos y físicos para lograr una

fibra textil

Color: Es una propiedad física de la luz emitida por los objetos y subsustancia. Los colores en

los pigmentos tienen procedencia orgánica como: animal, vegetal y mineral. El color presenta 3

dimensiones: tono, el valor y la intensidad.

189

Anexo DFicha de seguridad del ácido carmín

Ficha de seguridad del ácido carmín al 50% de pureza

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