CYTED - Ciencia y Tecnología para el Desarrollo

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NANOCELIA - PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA

Y MICROFIBRILADA

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se eliminen todos los materiales con copyright en todos los capítulos.

Red CYTED-NANOCELIATransferencia tecnológica sobre aplicaciones de nanocelulosa en Iberoamérica

Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo2019

Editado por:María Evangelina Vallejos

María Cristina Area

NANOCELIA – PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA

IV

NANOCELIA – PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA

Editores: Maria E. Vallejos y María Cristina Area

1ra edición, 2019

Capa e projeto gráfico: Fmais Comunicação e Marketing [2019]

Todos los derechos de esta edición reservados a Maria E. Vallejos y María Cristina Area

173 p.; 21 x 15 cm.

Libro digital, PDF

Archivo Digital: descarga y online

Vallejos, María Evangelina Nanocelia : producción y usos de la celulosa nanofibrilada y microfibrilada / María Evangelina Vallejos ; María Cristina Area ; editado por María Evangelina Vallejos ; María Cristina Area. - 1a ed . - Posadas : Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Cien-cias Exactas, Químicas y Naturales, 2019. Libro digital, PDF

Archivo Digital: descarga y online ISBN 978-950-766-140-2

1. Celulosa. 2. Nanotecnología. I. Area, María Cristina, ed. II. Título. CDD 572.56682

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TABLA DE CONTENIDOSTABLA DE CONTENIDOS ................................................................................................................. vPRÓLOGO .......................................................................................................................................... viiCONTRIBUYENTES ........................................................................................................................viiiEDITORAS ........................................................................................................................................... xASPECTOS GENERALES DE LA PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA ...................................................................................................1

LA CELULOSA NANOFIBRILADA EN EL CONTEXTO DE LA BIORREFINERÍA............................2Introducción .................................................................................................................................................2El concepto de bioeconomía ......................................................................................................................3La biorrefinería y su relación con la bioeconomía ..................................................................................5¿Biocombustibles y/o bioproductos? .........................................................................................................7Bioproductos y biomateriales ...................................................................................................................10Producción de nanocelulosa en la biorrefinería ....................................................................................12Caso de esudio: Producción de nanocelulosa a partir de residuos lignicelulósicos .........................14Conclusión ..................................................................................................................................................16Referencias ..................................................................................................................................................16

FIBRAS. ESTRUCTURA Y TOPOQUÍMICA .............................................................................................19Composición química de las materias primas lignocelulósicas ..........................................................19Identificación de estructuras en materiales lignocelulósicos ...............................................................30Conclusiones ..............................................................................................................................................32Referencias ..................................................................................................................................................33

MÉTODOS DE DECONSTRUCCIÓN DE LA PARED CELULAR ........................................................35Introducción ...............................................................................................................................................35La pared celular vegetal.............................................................................................................................35Tipos de nanocelulosa ...............................................................................................................................38Metodos de obtencion de CNFs...............................................................................................................40Pretratamientos ..........................................................................................................................................42Pretratamientos enzimáticos ....................................................................................................................45Evaluación del proceso de nano fibrilación ............................................................................................46Reología de las suspensiones de NFC .....................................................................................................48Reología de nanofibras de celulosa en régimen diluido .......................................................................49Caso de estudio I: Obtencion de nanocelulosa a partir de pulpa de corteza y madera no lignificada (70) ... 50Caso de estudio II: Obtencion de nanocelulosa mediante pretratamiento enzimatico (71). ..........54Referencias ..................................................................................................................................................57

USOS, APLICACIONES Y POTENCIALES MERCADOS DE LAS NANOFIBRAS DE CELULOSA ......... 61Los recursos: un nuevo reto para una nueva sociedad .........................................................................61La nanocelulosa: un high-performance material ..................................................................................62Nanofibras de celulosa en el sector papelero ..........................................................................................66Nanofibras de celulosa como refuerzo en composites ..........................................................................71Nanopapeles y aerogeles ...........................................................................................................................73Estado actual, proyección y mercados ....................................................................................................76Referencias ..................................................................................................................................................79

NANOCELIA – PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA

VI

ESTUDIO DE CASOS ........................................................................................................................ 84

PESQUISA E DESENVOLVIMENTO NO LABORATÓRIO CENTRAL DE NANOTECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ ........................................................................................85

Apresentação ..............................................................................................................................................85Nanotecnologia sustentável com materiais lignocelulósicos e resíduos agroflorestais.....................85Nanotecnologia à base de celulose bacteriana .......................................................................................89Referências ..................................................................................................................................................89

PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE NANOCELULOSA OBTENIDA A PARTIR DE LOS DESECHOS AGROINDUSTRIALES DE CÁSCARA DE PIÑA ..............................................................91

Introducción ...............................................................................................................................................91Evaluación de la viabilidad de producción de celulosa nanocristalina ..............................................98Estudio Económico................................................................................................................................. 105Conclusiones ........................................................................................................................................... 105Recomendaciones ................................................................................................................................... 106Referencias ............................................................................................................................................... 106

COMPENDIO DE LAS ALTERNATIVAS PARA EL DESARROLLO DE MATERIALES QUE BRINDAN LAS ESTRUCTURAS CELULÓSICAS AISLADAS DE RESIDUOS DE LA AGROINDUSTRIA DE MUSÁCEAS ........................................................................................................ 111

Resumen ................................................................................................................................................... 111Introducción ............................................................................................................................................ 111Sobre los residuos de los cultivos de Musáceas como posibilidad para obtener estructuras de celulosa ..................................................................................................................................................... 112Aislamiento de los haces fibrosos o fibras naturales derivados de Musáceas ................................. 116Fibras naturales de los residuos de Musáceas: Características generales y aplicaciones ............... 119Nanoestructuras de celulosa: Aplicaciones ......................................................................................... 120Desarrollos futuros ................................................................................................................................. 122Referencias ............................................................................................................................................... 123

LA RED TEMÁTICA CYTED NANOCELIA .................................................................................. 125LA RED NANOCELIA .......................................................................................................................... 126DESCRIPCIÓN DE LOS GRUPOS DE TRABAJO Y CAPACIDADES ......................................... 128

ARGENTINA ................................................................................................................................... 130BRASIL .............................................................................................................................................. 134CHILE ................................................................................................................................................ 136COLOMBIA ..................................................................................................................................... 138COSTA RICA ................................................................................................................................... 140ECUADOR ........................................................................................................................................ 142ESPAÑA ............................................................................................................................................. 144MÉXICO ........................................................................................................................................... 150PORTUGAL ..................................................................................................................................... 152