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obtencion de biopolimeros a partir de los residuos agroindustriales
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OBTENCIÓN DE BIOPOLIMEROS A PARTIR DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LA COSECHA DEL PLATANO HARTÓN “Musa AAB” EN LA REGION DEL ARIARI.
CARLOS ESTEBAN RODRIGUEZ PRADO
(117002830)
BRIAN MORA SUAREZ (117002823)
OBJETIVOS
GENERAL
- Identificar y evaluar el método mas adecuado para la
obtención de biopolímeros a partir de los residuos del
platano hartón que se produce en la región del ariari.
ESPECIFICOS
- Seleccionar el tipo de residuo del plátano que se va a
trabajar teniendo en cuenta la cantidad que se puede
encontrar de éste.
-Identificar la clase de biopolímero que se va a obtener.
- Seleccionar los tipos de microorganismos que se van a
trabajar según su facilidad de adquisición, costos y
eficiencia según lo reportado en la literatura.
INTRODUCCIÓN
En la actualidad ha surgido una importante
tendencia a reemplazar los empaques
derivados de materiales petroquímicos
como el polietileno y el polipropileno, para
ello se han hecho bastantes investigaciones
relacionadas con la producción de
biopolímeros que hacen referencia a una
“variedad de macromoléculas, producidas
por sistemas biológicos, como animales,
plantas o microorganismos” que pueden ser
sintetizadas químicamente, pero como
requisito estos polímeros deben provenir de
sistemas biológicos, como aminoácidos,
azucares, lípidos, entre otros.
EL PLATANO EN COLOMBIA
“Infortunadamente, cerca del 95% de los
residuos que se generan del plátano en
Colombia no son aprovechados
eficientemente por el cultivador, ya que su
producción la enfoca en la comercialización o
como opción alimenticia para el hogar, por lo
que después de usar el fruto destina lo
restante a abono para la cosecha, por medio
de su descomposición” (Ángela María
Betancurt Jaramillo, 2011)”, normalmente el
9% de los residuos del plátano se utilizan
para este fin de composteo.
BIOPOLÍMEROS
Los biopolímeros, químicamente se pueden
clasificar en ácidos nucléicos, poliamidas como
las proteínas y los aminoácidos, polisacáridos,
poliésteres orgánicos (tales como los
polihidrixialacanoatos, ácido polimálico),
politioésteres, poliésteres inorgánicos (como el
polifosfato), poliisoprenoides y polifenoles como
la lignina o el ácido humínico.
Tienen propiedades fisicoquímicas y
termoplásticas similares a la de los polímeros
obtenidos a base de petróleos, a diferencia que al
ser desechados se degradan en menos tiempo.
POLIHIDROXIALCANOATOS (PHAs)
Son polímeros lineales de (R)-3-
hidroxiácidos en los cuales el grupo
carboxilo de un monómero forma un
enlace tipo éster con el grupo hidroxilo
del monómero siguiente (poliésteres).
A la fecha se han identificado alrededor
de 130 tipos diferentes de PHAs
(Niamsiri et al., 2004;sheu et al., 2000)
Las dos clases más co1munes de PHA
son: el PHB, PHV y el polihidroxibutirato-
covalerato (PHB-V) (Franchetti y
marconato, 2006).
ORGANISMOS PRODUCTORES Y FORMAS DE PRODUCCIÓN DE PHAs
La producción de los polihidroxialcanoatos
puede ser in vitro o in vivo.
La producción de PHA in vitro se hace a partir
de lactonas, ácido hidroxialcanóicos o el
tioéster sintético 3-hidroxiacetil-CoA
empleando enzimas aisladas tales como
lipasas, esterasas o algunas proteasas.
La producción de PHA in vivo se puede dar
de dos formas: por fermentación de sustratos
a través de microorganismos y a través de
plantas modificadas genéticamente.
CASO ESPECÍFICO
En el caso de la producción de
biopolímeros a partir de los residuos del
plátano, estaría mas enfocado hacia la
producción de PHA in vivo por
fermentación, en la cual son utilizados
microorganismos ya sean especies
nativas, lo que quiere decir que tiene la
habilidad innata de producción de PHA, o
también es posible utilizando
microorganismos que hayan sufrido
modificaciones genéticas.
OBTENCIÓN DE POLIHIDROXIBUTIRATOS
Empezando con un proceso de hidrolisis de la
cascara del plátano, esto con pre-tratamientos
térmicos con agua a alta temperatura(170°c) a 5
atm, se usa para exponer la hemi-celulosa a
celulosa y luego a romper la hemicelulosa a xilosa
por hidrólisis automática ( Saha, 2009 ). La celulosa
es tratada con celulasas; se realiza una
decoloración con carbón activado; Después de la
fermentación, el siguiente paso es el aislamiento y
purificación del PHB. En este nivel, el PHB debe ser
extraído del citoplasma celular y para esto la
membrana celular debe ser destruida y el PHB es
disuelto en solventes. Es así como el PHB queda
separado de la biomasa residual.
RESIDUOS LIGNOCELULOSICOS
Los subproductos lignocelulosicos
representan una considerble cantidaad
del material que sale de las cadenas
de producción agricola y agroindustrial
convirtiéndose en residuos de
producción.
Los materiles lignocelulosicos deben
ser sometidos a pretratamientos para
obtener una solución de azucares
fácilmente fermentables y asi
suministrar como sustrato a
microorgnismos con altos
rendimientos de producción de PHB.
Microorganismo
Sustrato PHB acumulad
o max (w/w)
Productividad (gphbLH)
B. sacchari IPT 101
Bagazo de caña
hidrolizado
62% 0.11
B. cepacia IPT 048
Bagazo de caña
hidrolizado
53% 0.09
B. saccharii IPT 101
Xilosa + Glucossa
58% 0.47
B. cepacia IPT 048
Xilosa + glucosa
57% 0.46
P. pseudoflava ATCC 33668
Xilosa 27.5% 0.031
B. cepacia ATCC 17759
Xilosa 45% 0.10 g
Escherichia coli TG1 (pSYL107)
Xilosa 35.8% 0.028
E. coli r TG1 (pSYL107)
Xilosa 64% 0.040
E. coli TG1 (pSYL107)
Xilosa 73.9% 0.11
Ralstonia eutropha
Bagazo de caña hidrolizado
57% _
CONCLUSIÓN
Según lo evidenciado en los diferentes documentos consultados,
se puede decir que la producción de biopolímeros a partir de
residuos agroindustriales está todavía en constante estudio y
que sus aplicaciones a escala industrial son escasas, debido a los
altos costos de producción, sin embargo, cada dia son mas las
investigaciones para poder minimizarlos, y para poder encontrar
los materiales apropiados que aseguren un rendimiento
sostenible en este campo. La mejora de la productividad en estos
procesos requiere una búsqueda de nuevas materias primas
alternativas, diseño de la técnica de pretratamiento y mejora en
las etapas de fermentación y separación.
Gracias