Extracción de fibras de celulosa a partir de residuos de pseudotallo de banano y su potencial aplicación en la industria papelera

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Autores/as

  • Efraín Enrique Villegas-González Facultad de Ciencias Básicas Sociales y Humanas, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid
  • Alba N. Ardila-A. Facultad de Ciencias Básicas Sociales y Humanas, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid
  • Jesús Darío Hernández-Ciro Facultad de Ciencias Básicas Sociales y Humanas, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid
  • Johan Steven Valencia-Duarte UNAD Universidad Nacional Abierta y a Distancia - Sede José Celestino Mutis
  • Erasmo Arriola- Villaseñor Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías, Universidad del Quindío
  • Eduart A. Gutiérrez-Pineda Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías, Universidad del Quindío
  • Cristian C. Villa Facultad de Ciencias Básicas y Tecnologías, Universidad del Quindío

Palabras clave:

Pseudotallo del banano, análisis morfológico, celulosa, deslignificación

Resumen

El creciente desarrollo de sectores industriales ha traído consigo grandes problemáticas socioambientales debido a la generación de altas cantidades de residuos sólidos orgánicos como los de la industria bananera. En este trabajo, se extrajeron y caracterizaron fibras del pseudotallo de banano del municipio de Girardota para analizar su potencial como insumo de la industria papelera. Para esto, se evaluaron diferentes condiciones mecánico-químicas para la extracción de fibras de celulosa y se caracterizaron por espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (SEM), análisis termogravimétrico (TGA) y composición química. Los resultados de la composición química mostraron una disminución en el contenido de hemicelulosa y lignina principalmente, resultados coherentes con los identificados en los espectros evidenciándose la presencia de bandas de absorción en 1050 cm-1 asignadas a la vibración delgrupo C-O-C presente en unidades de glucopiranosa en moléculas de celulosa. DRX mostró que el amorfo de celulosa- I no fue alterado durante laextracción. Los resultados TGA revelaron que la estabilidad térmica aumentó para la celulosa aislada, y la degradación máxima se dio entre 300-400°C. SEM reveló cambios en la estructura morfológica, obteniendo fibras con mejores características en medio alcalino. Las muestras fueroncomparadas respecto a fibras de celulosa usadas por la empresa Kimberly Clark evidenciándose que el tratamiento en medio alcalino es la mejor alternativa para la extracción de fibras similares a las usadas en el sector papelero.

Citas

Al Kamzari, S. M. A., Rao, L. N., Lakavat, M., Gandi, S., Reddy, S., & Sri, G. K. (2021). Extraction and characterization of cellulose from agricultural waste materials. Mater. Today Proc.

Ezeamaku, U. L., Onukwuli, O. D., Ezeh, M. E., Eze, I. O., Odimegwu, N. E., & Agu, C. P. (2022). Experimental investigation on influence of selected chemical treatment on banana fibre. Industrial Crops and Products, 185, 115135. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115135

Ezeamaku, U., & Eze, M. (2022). Experimental Investigatión on influence of selected chemical treatment on banana fibre. Ind Craps Prod, 185. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115135

Ilangovan, M., Guna, V., Prajwal, B., Jiang, Q., & Reddy, N. (2020). Extraction and characterisation of natural cellulose fibers from Kigelia africana. Carbohydrate polymers, 236, 115996. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.115996

Medina Rodríguez, P. A. (2022). Análisis de ciclo de vida de la producción de papel a partir de cáñamo en el contexto colombiano. http://hdl.handle.net/20.500.12010/28060

Meng, F., Wang, G., Du, X., Wang, Z., Xu, S., & Zhang, Y. (2019). Extraction and characterization of cellulose nanofibers and nanocrystals from liquefied banana pseudo-stem residue. Composites Part B: Engineering, 160, 341-347. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.08.048

Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Cadena de Banano. (2020).

Santiago, B., Moreira, M. T., Feijoo, G., & González-García, S. (2022). Environmental comparison of banana waste valorisation strategies under a biorefinery approach. Waste Management, 142, 77-87. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2022.02.005

Sawarkar, A. N., Kirti, N., Tagade, A., & Tekade, S. P. (2022). Bioethanol from various types of banana waste: A review. Bioresource Technology Reports, 18, 101092. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2022.101092

Shimizu, F. L., Monteiro, P. Q., Ghiraldi, P. H. C., Melati, R. B., Pagnocca, F. C., de Souza, W., & Brienzo, M. (2018). Acid, alkali and peroxide pretreatments increase the cellulose accessibility and glucose yield of banana pseudostem. Industrial crops and products, 115, 62-68. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.02.024

Shrestha, P., Sadiq, M. B., & Anal, A. K. (2021). Development of antibacterial biocomposites reinforced with cellulose nanocrystals derived from banana pseudostem. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, 2, 100112. https://doi.org/10.1016/j.carpta.2021.100112

Vergara, D. (2022). Contexto de cadena de banao. Agrosavia.

Wu, A., Yin, R., Xu, Z., Zhang, L., You, C., Liu, Y., & Tan, B. (2022). Forest gaps slow lignin and cellulose degradation of fir (Abies faxoniana) twig litter in an alpine forest. Geoderma, 424, 116010. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.116010

Zaini, H. M., Roslan, J., Saallah, S., Munsu, E., Sulaiman, N. S., & Pindi, W. (2022). Banana peels as a bioactive ingredient and its potential application in the food industry. Journal of Functional Foods, 92, 105054. https://doi.org/10.1016/j.jff.2022.105054

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Publicado

2023-11-23

Cómo citar

Villegas-González, E. E., Ardila-A., A. N., Hernández-Ciro, J. D., Valencia-Duarte, J. S., Arriola- Villaseñor, E., Gutiérrez-Pineda, E. A., & Villa, C. C. (2023). Extracción de fibras de celulosa a partir de residuos de pseudotallo de banano y su potencial aplicación en la industria papelera. Tendencias En energías Renovables Y Sustentabilidad, 2(1), 163–171. Recuperado a partir de https://aldeser.org/journals/index.php/TERYS/article/view/276

Número

Sección

Trabajos en Extenso