Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://repositorio.utmachala.edu.ec/handle/48000/25151| Título : | Obtención de nanocelulosa a partir del bagazo de caña de azúcar aplicando hidrólisis ácida. |
| Autor : | Cuenca Guajala, Allison Arleth Suquilanda Serrano, Josue Yasser |
| Director(es): | Porras Fernández, Martha Ileana |
| Palabras clave : | NANOCELULOSA;BAGAZO;HIDRÓLISIS;CRISTALINIDAD |
| Fecha de publicación : | 2025 |
| Citación : | Cuenca Guajala, A. A.; Suquilanda Serrano, J. Y. (2025) Obtención de nanocelulosa a partir del bagazo de caña de azúcar aplicando hidrólisis ácida. [Trabajo de titulación, Universidad Técnica de Machala]. Repositorio Institucional-Universidad Técnica de Machala. |
| Descripción : | La presente investigación tuvo como objetivo la obtención y caracterización de nanocelulosa a partir de bagazo de caña de azúcar mediante hidrólisis ácida con ácido sulfúrico. Se emplearon tratamientos diferenciados con 62 % de concentración ácida y tiempos de reacción de 30 y 50 minutos (muestras NC/30 y NC/50, respectivamente), permitiendo evaluar el impacto de estas condiciones sobre las propiedades estructurales y composicionales del material obtenido. En cuanto al análisis de Difracción de Rayos X (DRX), se observó una elevada cristalinidad en las muestras. La muestra NC/30 presentó un índice de cristalinidad de 71,58% y un tamaño promedio de cristal de 54,46 nm, mientras que la muestra NC/50 reveló un índice de cristalinidad de 70,05% presentó un tamaño promedio de cristal de 40,28 nm. Estos valores evidencian una estructura ordenada y altamente cristalina, resultado del eficiente proceso de purificación y ruptura selectiva de las zonas amorfas. Las variaciones en tamaño de cristal entre ambos tratamientos sugieren que un tiempo de reacción prolongado promueve una reducción adicional del dominio cristalino. El análisis por Fluorescencia de Rayos X (FRX) permitió determinar la composición elemental de la nanocelulosa. Se identificó una alta presencia de carbono (46,1 %), oxígeno (47,3 %), y porcentajes menores de elementos inorgánicos como silicio (2,13 %), calcio (1,98 %), potasio (0,91 %) y magnesio (0,69 %), lo cual indica una remoción significativa de impurezas metálicas tras el tratamiento químico. Mediante Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) se corroboró la eliminación de grupos funcionales pertenecientes a hemicelulosa y lignina, destacando la desaparición o disminución de bandas asociadas a enlaces C=O (1735 cm⁻¹) y grupos aromáticos (1510 cm⁻¹). Las señales correspondientes a enlaces O-H (3330 cm⁻¹) y C-H (2900 cm⁻¹) fueron claramente visibles, confirmando la presencia de celulosa purificada. Finalmente, el análisis morfológico por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) reveló fibras con morfología alargada y bien individualizada, lo cual es indicativo de una efectiva ruptura de la matriz fibrosa original y aislamiento de nanofibras. Se observó menor aglomeración en la muestra NC/30, sugiriendo que tiempos de reacción moderados pueden favorecer una mayor dispersión y control de tamaño. Los resultados obtenidos confirman que el protocolo propuesto es eficaz para la obtención de nanocelulosa con propiedades estructurales deseables. |
| Resumen : | The objective of this research was to obtain and characterize nanocellulose from sugarcane bagasse through acid hydrolysis with sulfuric acid. Different treatments were used with 62% acid concentration and reaction times of 30 and 50 minutes (samples NC/30 and NC/50, respectively), allowing the impact of these conditions on the structural and compositional properties of the material obtained to be evaluated. X-ray diffraction (XRD) analysis showed high crystallinity in the samples. The NC/30 sample had a crystallinity index of 71.58% and an average crystal size of 54.46 nm, while the NC/50 sample had a crystallinity index of 70.05% and an average crystal size of 40.28 nm. These values show an orderly and highly crystalline structure, the result of the efficient purification process and selective breakdown of the amorphous zones. The variations in crystal size between the two treatments suggest that a longer reaction time promotes further reduction of the crystalline domain. X-ray fluorescence (XRF) analysis was used to determine the elemental composition of the nanocellulose. A high presence of carbon (46.1%), oxygen (47.3%), and lower percentages of inorganic elements such as silicon (2.13%), calcium (1.98%), potassium (0.91%), and magnesium (0.69%) were identified, indicating a significant removal of metallic impurities after chemical treatment. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) confirmed the elimination of functional groups belonging to hemicellulose and lignin, highlighting the disappearance or decrease of bands associated with C=O bonds (1735 cm⁻¹) and aromatic groups (1510 cm⁻¹). The signals corresponding to O-H bonds (3330 cm⁻¹) and C-H bonds (2900 cm⁻¹) were clearly visible, confirming the presence of purified cellulose. Finally, morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM) revealed fibers with an elongated and well-individualized morphology, which is indicative of effective breakdown of the original fibrous matrix and isolation of nanofibers. Less agglomeration was observed in the NC/30 sample, suggesting that moderate reaction times may favor greater dispersion and size control. The results obtained confirm that the proposed protocol is effective for obtaining nanocellulose with desirable structural properties. |
| URI : | http://repositorio.utmachala.edu.ec/handle/48000/25151 |
| Aparece en las colecciones: | Trabajo de Titulación Ingeniería Química |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| Trabajo_Titulacion_4715.pdf | Trabajo de titulación | 2,46 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este ítem está sujeto a una licencia Creative Commons Licencia Creative Commons
