Evaluación de diferentes métodos de extracción para la obtención de nanofibras de celulosas puras a partir del raquis de banano - Toapanta Gaona, Jennifer Nicole; Narváez Pachar, Allison Karelys (My University, 2024)
The development of materials from waste is a sustainable alternative to reduce pollution, because they take advantage of this waste by giving it a new use. The present research work focuses on the evaluation of the different extraction methods to obtain pure cellulose nanofibers from the banana rachis, from which biological, physical and chemical extraction methods were applied. In the chemical method, alkaline treatment with NaOH was performed, followed by bleaching with NaOH+H2O2 and finally acid hydrolysis with HCl. In the biological method, the fungus Trichoderma spp was used to inoculate the banana rachis; in the physical treatment in he employed the use of a hydrothermal reactor, thus submerging the banana rachis together with NaOH. In the biological method, the fungus Trichoderma spp was used to inoculate the banana rachis; in the physical treatment in he employed the use of a hydrothermal reactor, thus submerging the banana rachis together with NaOH. The cellulose nanofibers obtained were classified as follows: NCF-BFQ (combination of methods: biological retting, steam explosion and chemical treatment), NCF-FQ (application of methods: steam explosion and chemical treatment), NCF-BQ (union of methods: biological retting and chemical treatment) and NCF-Q (by chemical treatment), these methods were combined to evaluate their effectiveness and characterize them. The characterization was carried out by determining the zero-charge potencial pHpcc, Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR) for the identification of the functional groups present in NCFs, Scanning Electron Microscopy (SEM) to determine the morphology of NFCs and analysis of economic feasibility (production costs). According to FTIR spectra, the NFC-BQ method shows the lowest stretch in the range of 1600 cm ⁻¹ to 800 cm ⁻¹, compared to the other methods. This suggest that the NCF-BQ method has the lowest concentration of cellulose and lignin, as peaks associated with these componentes are less prominent in the spectrum. Although combined methods can offer advantages in terms of purity and specific characteristics of nanofibers, the chemical method remains the most cost-effective for large-scale NFC production.
El desarrollo de materiales a partir de residuos es una alternativa sostenible para reducir la contaminación, debido a que aprovechan estos desechos dándoles un nuevo uso. El presente trabajo de investigación se enfoca en la evaluación de los diferentes métodos de extracción para la obtención de nanofibras de celulosa puras a partir del raquis de banano, para ello se aplicaron los métodos de extracción biológicos, físicos y químicos. En el método químico, se realizó tratamiento alcalino con NaOH, seguido de un blanqueamiento con NaOH+H2O2 y finalmente se hizo una hidrólisis ácida con HCl. En el método biológico, se empleó el hongo Trichoderma spp para inocular el raquis de banano; en el tratamiento físico en empleó el uso de un reactor hidrotermal, sumergiendo así el raquis de banano junto con NaOH. Las nanofibras de celulosa obtenidas se clasificaron de la siguiente manera: NFC-BFQ (combinación de métodos: enriado biológico, explosión de vapor y tratamiento químico), NFC-FQ (aplicación de métodos: explosión de vapor y tratamiento químico), NFC-BQ (unión de métodos: enriado biológico y tratamiento químico) y NFC- Q (por tratamiento químico), estos métodos se combinaron para evaluar su efectividad y caracterizarlas. La caracterización se realizó mediante la determinación del potencial de carga cero pHPCC, espectrofotometría infrarroja con transformada de Fourier (EITF) para la identificar grupos funcionales presentes en las NFC, Microscopia electrónica de barrido (MEB) para determinar la morfología de las NFC y análisis de la viabilidad económica. Según los espectros EITF, el método NFC-BQ muestra el menor estiramiento en el rango de 1600 cm⁻¹ a 800 cm⁻¹, en comparación con los otros métodos. Esto sugiere que el método NFC-BQ tiene la menor concentración de celulosa y lignina, ya que los picos asociados a estos componentes son menos prominentes en este espectro. Las nanofibras extraídas por el método NFC-BQ, con un pHpcc mayor en referencia a los otros NFC, estas serán adecuadas para aplicaciones en medios ácidos, mientras que las obtenidas por el método NFC-Q, con un pHpcc más bajo, serán más efectivas en medios con ph más ácidos, debido a que favorece la adsorción de cationes. Aunque los métodos combinados pueden ofrecer ventajas en términos de pureza y características específicas de las nanofibras, el método químico sigue siendo el más rentable para la producción de NFC a gran escala.
Keywords: RAQUIS DE BANANO; NANOFIBRAS DE CELULOSA; METODOS DE EXTRACCION; CARACTERIZACION