BIOPLÁSTICOS

Tesis en Ingeniería Química-UNMSM “AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO " “UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION”

FACULTAD:

Ingeniería Química y Metalúrgica ESCUELA:

Ingeniería Química CURSO:

Análisis y Síntesis de Procesos Químicos TEMA:

DOCENTE:

Ing. RAMOS PACHECO Ronald CICLO:

!III INTEGRANTE:   

"ARC#A SA$%I&&A$ 'iorela MARCOS ME&E$(RE) &uis RI!ERA OSORIO Melissa HUACHO - PERÚ

Obtención de Bioplásticos a partir de fcula de papa

!ágina

1

Tesis en Ingeniería Química-UNMSM

INTRODUCCION En un mundo que se está volviendo muy sensible a la necesidad de proteger nuestro medio ambiente, la habilidad de crear productos de recursos sostenibles y que sirv sirvan an tota totalm lmen ente te de abon abono o al térm términ ino o de su vida vida útil útil,, es una una prop propos osic ició ión n emocionante y atractiva. El plásti plástico co tra tradic dicion ional al está está compue compuesto sto por un polímero polímero denominado polietileno, sintetizado a partir del petróleo por la industria petroquímica. petroquímica. La carestía de este combustible ósil combustible ósil,, su carácter contaminante carácter contaminante y y el hecho de que es una uente que, tarde o temprano, acabará por agotarse, ha llevado a algunas partes de la industria a buscar alternativas. El ácido poliláctico !"L#$, poliláctico !"L#$, sintetizado a partir de almidón de papa, es una de las prometedoras. %e denomina bioplásticos a un tipo de plásticos derivados plásticos derivados de productos vegetales, tales como el aceite aceite de so&a, so&a, maíz o en nuestro nuestro caso almidón de papa, a dierencia de los plásticos convencionales, derivados del petróleo. del petróleo. En estos estos último últimoss a'os a'os se han desarrol desarrollad lado o operac operacion iones es a gra gran n escala escala para la producción económica de polímeros "L#, usado para aplicaciones de empaque y (bras. El ob&et b&etiv ivo o de est este ino inorm rmee será será revi revisa sarr la quími uímicca del del "L# y disc discut utir ir el procesamiento comercial que con(rma su posición como un material viable para muchas aplicaciones tanto en (bras como en la industria plástica. )econociendo que este es un nuevo polímero con sus propias características y requerimientos de proceso, los bene(cios ambientales del "L# serán discutidos y comparados con los actuales polímeros a base de petróleo.


!ágina

2


INTRODUCCION En un mundo que se está volviendo muy sensible a la necesidad de proteger nuestro medio ambiente, la habilidad de crear productos de recursos sostenibles y que sirv sirvan an tota totalm lmen ente te de abon abono o al térm términ ino o de su vida vida útil útil,, es una una prop propos osic ició ión n emocionante y atractiva. El plásti plástico co tra tradic dicion ional al está está compue compuesto sto por un polímero polímero denominado polietileno, sintetizado a partir del petróleo por la industria petroquímica. petroquímica. La carestía de este combustible ósil combustible ósil,, su carácter contaminante carácter contaminante y y el hecho de que es una uente que, tarde o temprano, acabará por agotarse, ha llevado a algunas partes de la industria a buscar alternativas. El ácido poliláctico !"L#$, poliláctico !"L#$, sintetizado a partir de almidón de papa, es una de las prometedoras. %e denomina bioplásticos a un tipo de plásticos derivados plásticos derivados de productos vegetales, tales como el aceite aceite de so&a, so&a, maíz o en nuestro nuestro caso almidón de papa, a dierencia de los plásticos convencionales, derivados del petróleo. del petróleo. En estos estos último últimoss a'os a'os se han desarrol desarrollad lado o operac operacion iones es a gra gran n escala escala para la producción económica de polímeros "L#, usado para aplicaciones de empaque y (bras. El ob&et b&etiv ivo o de est este ino inorm rmee será será revi revisa sarr la quími uímicca del del "L# y disc discut utir ir el procesamiento comercial que con(rma su posición como un material viable para muchas aplicaciones tanto en (bras como en la industria plástica. )econociendo que este es un nuevo polímero con sus propias características y requerimientos de proceso, los bene(cios ambientales del "L# serán discutidos y comparados con los actuales polímeros a base de petróleo.


!ágina

2


CAPITULO I: PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA PROBLEMA 1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA PROB LEMA. *esde el punto de vista económico El petróleo es de importancia considerable debido a que se le utiliza para la obtención de diversos productos como+ lubricantes, esencias, gasóleo, erosene, diesel, y estos a su vez sirven para obtener plásticos, (bras, suractantes, etc. -omo derivado del petróleo se tiene al polietileno, el cual es una materia prima para la industria del plástico en general El "erú importa petróleo de países como Ecuador, Ecuador, -olombia y el a'o pasado decidió comprarle a rán. *e lo menc mencio iona nado do anteri anterior orme ment ntee se pued puedee ver ver

que que en el "erú "erú e/iste e/iste una

dependencia muy notoria notoria en el consumo de petróleo, petróleo, el valor de las importaciones importaciones de este recurso se ha ido incrementando de tal manera que las altas o ba&as en la producción e/tran&era in0uyen de manera considerable en el consumidor del día a día, y a su vez aecta el procesamiento de derivados de petróleo como el plástico, generando problemas económicos nacionales. *esde el punto de vista medio1ambiental Los residuos plásticos se acumulan en grandes cantidades y su degradación es lenta. En un estudio reciente publicado en la revista 2%cience3 se observó que hay partículas de plástico presentes en los mares de todo el mundo. El reciclado de los plásticos aliviaría un poco la situación, pero sólo en parte. "or este motivo, el reemplazo de los plásticos no degradables por biopolímeros totalmente degradables obtenidos a partir de uentes de carbono renovables sería una solución mucho más completa para los dierentes aspectos de este problema.


!ágina

3


1.2. JUSTIFICACIÓN. El estudio de este problema es de suma importancia ya que contribuye en primer lugar al desarrollo de la ciencia y en segundo lugar a la creación de procesos sostenibles con los cuales el grado de contaminación en la producción disminuiría considerablemente. Este estudio es conveniente tanto para el sector privado como público. "ara el sector privado, porque podría generar nuevos productos a base de materia prima peruana y contribuir al desarrollo sostenible de procesos. 4ambién contribuiría a la optimización de procesos que a veces el estado debido a la carencia de recursos económicos no puede hacer. "ara el sector público, porque se está desarrollando un proceso en el cual se utiliza materia prima nacional !papa de tercera categoría$ con lo cual se hace mínima nuestra dependencia de petróleo de la producción e/tran&era. El estado estaría contribuyendo como agente activo en la generación de procesos sostenibles, estando a la par de países europeos como #lemania, 5rancia, %uiza, que evitan todo de tipo de contaminación en el procesamiento de recursos. 1.3. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN . 1.3.1 Objeti! "e#e$%& 

*esarrollar un proceso para la obtención de bioplásticos a partir de papa de tercera categoría.



*emostrar que los bioplásticos son biodegradables y no necesitan de ningún agente para lograr este (n.



#nalizar el impacto ambiental en la producción de bioplásticos.


!ágina

4


1.3.2 Objeti!' e'(e)*+)!' 

#nalizar los equipos utilizados en el dise'o de los procesos de producción.



-omparar y analizar costos y utilidades en la puesta de la planta de producción de bioplásticos.



-onstruir y hacer el dise'o de la planta de producción usando sot6are de ingeniería.

1.,. FORMULACIÓN DE LA -IPÓTESIS 7asado en las investigaciones realizadas acerca de la obtención de bioplásticos a partir de uentes no ósiles como el petróleo y la necesidad de generar procesos que reduzcan, tanto nuestra dependencia económica de otros países, así como la generación de residuos que contribuyan con la contaminación ambiental, se propone el dise'o de una planta para la obtención de bioplástico a partir de écula de papa a (n de obtener un producto que sea 899: biodegradable y que reduzca nuestra dependencia de un combustible da'ino al medio ambiente como es el petróleo. 1.. IDENTIFICACIÓN / CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES. ;uestras variables serán+ 

-osto de producción






!ágina

5


CAP0TULO II: MARCO TEÓRICO / CONCEPTUAL 2.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA . Los estudios acerca de la producción de bioplásticos a partir de papa son escasos debido al reciente desarrollo y al recelo que muestran las compa'ías en e/poner al público su modo de producción. %in embargo, a continuación e/pongo algunos estudios del tema. ESTUDIO DEL GRUPO SP-ERE El grupo Sphere !(rma pionera en estos asuntos y en la abricación de derivados del plástico$ con motivo del  %eminario nternacional sobre "lásticos 7iodegradables, presentó una alternativa en la elaboración de bolsas de bioplástico que utiliza almidón de papa !patata$ como materia prima undamental. Estas bolsas de bioplástico de papa se comienzan a degradar a los 8=9 días y se pueden utilizar en la abricación de compost, todo esto sin perder cualidades en comparación con el plástico corriente. 4ambién se debe resaltar que de una papa se pueden obtener hasta diez bolsas bioplásticas con las mismas características que las bolsas de plástico. Las materias principales que conorman este nuevo bioplástico son además de écula de papa, el azúcar y>o copoliester. Estos productos no son sólo biodegradables, sino también compostables, lo cual signi(ca que se descomponen biológicamente por la acción de microorganismos y acaban volviendo a la tierra en orma de productos simples que pueden ser reutilizados por los seres vivos, es decir que reingresan al ciclo de la materia. Los bioplásticos son polímeros termoplásticos abricados a partir de recursos renovables tal como la patata, 899 : naturales y renovables, en lugar del petróleo. Estos gránulos bioplásticos pueden ser transormados en las maquinas utilizando las resinas termoplásticas. Las resinas 7?"L#%4 tienen los materiales biopoliméricos que se utilizan de la misma manera que los plásticos sintéticos tradicionales.


!ágina

6


;o solamente los productos abricados a partir de 7?"L#%4 están perectamente adaptados a numerosos usos industriales, a su vez garantizan igualmente un trato ácil y ecológico después de su uso. @ 7ioplast+ un material biodegradable @ 7ioplast+ un material renovable @ 7ioplast+ un material compostable @ 7ioplast+ un material reciclable e incinerable @ 7ioplast+ no tiene -?A adicional "lásticos a partir de polímeros naturales de plantas El almidón es un polímero natural. %e trata de un tipo de hidrato de carbono constituido por moléculas grandes que la planta sintetiza durante la otosíntesis y le sirve como reserva de energía. -ereales, como el maíz y tubérculos, como la papa, contienen gran cantidad de almidón. El almidón puede ser procesado y convertido en plástico, pero como es soluble en agua se ablanda y deorma cuando entra en contacto con la humedad, limitando su uso para algunas aplicaciones. Esto puede ser solucionado modi(cando químicamente el almidón que se e/trae del maíz, trigo o papa. En presencia de microorganismos el almidón es transormado en una molécula más peque'a !un monómero$, el ácido láctico. Luego, el ácido láctico es tratado químicamente de manera de ormar cadenas o polímeros, los que se unen entre sí para ormar un polímero llamado "L# !ácido poliláctico$. El "L# puede ser usado para abricar macetas que se plantan directamente en la tierra y se degradan con el tiempo, y pa'ales descartables. %e encuentra disponible en el mercado desde 8BB9 y algunas preparaciones han demostrado ser muy buenas en medicina, en particular, en implantes, suturas y cápsulas de remedios, debido a la capacidad del "L# de disolverse al cabo de un tiempo.


!ágina

7


7?*E<)#*#-?; *E "?LCE)?% Es un proceso a través del cual se obtiene la desintegración del polímero en peque'os ragmentos debido a la ruptura de enlaces en su cadena macromolecular, tal que puedan ser asimilados como biomasa por microorganismos !bacterias, hongos, levaduras, gusanos o insectos$ presentes en el medio ambiente.

D%? *E "L%4-?% 7?*E<)#*#7LE%+ %on polímeros cuya estructura química permite procesos biodegradativos, usualmente obtenidos a partir de derivados naturales renovables en vez de los usuales derivados petroquímicos, químicos o gas natural. *e acuerdo a la norma europea E;8FGFA, los polímeros que poseen biodegrabilidad ba&o condiciones especí(cas son bioplásticos. Dn 7iopolímero es un polímero presente en organismos vivos o sintetizados por éstos, o un polímero sintetizado a partir de recursos naturales renovables. La síntesis a partir de recursos naturales renovables ;? garantiza biodegradabilidad.


!ágina

8


E&emplos+ 

*esarrollo de 7rasem !7rasil$ para producir "olietileno 2Herde3 de #lta *ensidad a partir de etanol e/traído de la ca'a de azúcar.



"oliamida 88 de #rema.



Dn bioplástico puede ser un polímero sintético o natural+



%intéticos+ "olicaprolactona !"-L$, "olidio/anona !""*I$



;aturales+ #lmidón, écula, celulosa, "oli!Jidro/i 7utirato$ !"J7$, "olilactida !"L#$

Ob't)&!' % S(e$%$



La aceptación de polímeros biodegradables probablemente depende de cuatro incógnitas.



La respuesta de los consumidores a los costos que hoy día son de A a G veces más altos que para los polímeros convencionales.





ncremento de leyes y normativas que obliguen a un uso mayor de bioplásticos, particularmente, en la industria del empaque y embala&e.



Ka e/isten países que han implementado este tipo de leyes.



El desarrollo de una inraestructura para recoger, aceptar y procesar polímeros biodegradables como una opción disponible para la eliminación de residuos.



%obre el último punto, e/iste preocupación sobre las limitaciones que impone la presencia de bioplásticos en los residuos urbanos cuando se consideraran acciones de recicla&e de desechos plásticos.



#l no separar los bioplásticos de los plásticos convencionales, si ambos son reprocesados como una mezcla, se estima que sur&an mayores problemas en las propiedades del producto (nal debido al grado de biodegradación alcanzado por el bioplástico.


!ágina

9


"or otro lado, grandes compa'ías están dando los primeros pasos en la industrialización de "L# y producción de elementos de uso cotidiano. CASO TOYOTA La corporación de automóviles Toyota está planeando construir una planta piloto para producir ácido poliláctico, un bioplástico hecho a partir de recursos renovables tales como la caña de azúcar. Se prevé que la nueva planta piloto que será construida en una instalación ya terminada en apón, produzca !""" toneladas de bioplástico por año.

"or mucho tiempo, 4?K?4# se involucró activamente en varios campos de investigación y desarrollo encaminados a la promoción de la llamada regeneración global y la creación de la sociedad del recicla&e. %us esuerzos han incluido el inicio de varias prácticas para la reducción del impacto ambiental en cada etapa de la vida de un vehículo desde su desarrollo y abricación hasta su uso y desuso. -omo parte de este esuerzo, 4oyota ha promovido la investigación y desarrollo de la tecnología de manuactura de bioplásticos y ha comenzado ya a usar los eco plásticos 1 bioplásticos de uso en vehículos con me&or desempe'o, durabilidad, resistencia el calor. Esto mediante el redise'o total del vehículo de pasa&eros )aum que se lanzó en mayo. Luego de con(rmar la viabilidad de la tecnología de manuactura de bioplásticos, ahora 4oyota planea investigar la actibilidad y rentabilidad de uso de estos bioplásticos en la producción en masa a través de la puesta en marcha de esta planta piloto. Dsando la ca'a de azúcar como materia prima, 4oyota busca dominar todo el proceso desde la ermentación y puri(cación del ácido láctico hasta la polimerización del ácido poliláctico. "uesto que la materia prima de los bioplásticos absorbe el dió/ido de carbono del aire durante su crecimiento, los bioplásticos signi(carían una contribución para prevenir el calentamiento global a dierencia de los plásticos hechos a base de petróleo. Es más, los bioplásticos pueden adquirir cualidades biodegradables que permitirían su ragmentación con agua, dió/ido de carbono y el uso de microorganismos del suelo, lo que ayudaría a resolver el problema del mane&o de Obtención de Bioplásticos a partir de fcula de papa

!ágina

10


desechos. *e esta orma, lo bioplásticos se convierten en una importante contribución para la disminución del impacto ambiental. 4oyota está comprometido con el medio ambiente, lo demuestra con sus planes de crear un coche a base de un bioplástico desarrollado con algas marinas. Este bioplástico produciría 60% menos dióxido de carbono y ahorrara !n "0% de energía. %egún estiman, tendrían su primer modelo dentro de #$ aos.

CASO SA&SUN' %amsung ha anunciado la llegada del EA99, un celular de la nueva línea llama E-? district en la cual se usa material bioplástico. *e acuerdo al análisis de la línea, usando 8 tonelada de bioplástico en vez de el plástico tradicional se reducen A.8 4?; de -?A emitidos durante su proceso de producción. El bioplástico además se degrada a un velocidad mayor y puede ser reciclado sin causar problemas.


!ágina

11


CASO ()*+)TT ,AC-ARD Je6lett1"acard ha mostrado un ordenador hecho de bioplástico a base de maíz. La computadora ue parte de un gran traba&o cuya característica era ahorrar energía y reducir el impacto ambiental. El tiempo de vida de este ordenador es de M a'os.


!ágina

12


2.2. B%'e' te$i)%' . ,RODUCCION D) IO,+ASTICOS A AS) D) ,A,A

#. )/TRACCION D) +A )CU+A D) ,A,A Entre todos los vegetales, la écula de papa orece

numerosas

venta&as

para

la

abricación de bioplásticos. 

%u rendimiento por hectárea en



écula. %us propiedades olativas neutras. Dna nueva generación de bioplásticos sin plasti(cante.



La écula de papa contiene la amilasa, azúcar base del mundo vegetal. La amilasa está presente en más de M9 plantas como la papa, el maíz, el trigo, el arroz. Los recursos vegetales y renovables permiten abricar prácticamente todos los productos procedentes del petróleo. 4ienen el mismo origen, el carbono. "ero el Obtención de Bioplásticos a partir de fcula de papa

!ágina

13


vegetal tiene una vida me&or+ es renovable y neutro rente al eecto invernadero. #demás los productos provenientes de recursos vegetales y renovables, no son tó/icos, no contaminan.

*. ,ROC)SO ,ARA +A ,RODUCCI1N D) ACIDO ,O+I+ACTICO A AS) D) 2CU+A D) ,A,A


!ágina

14


'ermentaci,n n

-cido &áctico

'ormaci,n de &actida

Pre olímero

, i c a l i t s e (

(e+trosa

Mon,mero no Comunicado

Meso &áctido

n , i

P&A Polímero

Polimeri/aci,n

c a l i t s e

0a1a &actida

(

El polímero de "L# se orma por+ a. -ondensación directa de ácido láctico b. Hía cíclica con un intermediario dímero %. P!&i )!#4e#'%)i# 4e )i4! &)ti)! Este proceso envuelve la remoción de agua por condensación y el uso de un solvente en alto vacío y temperatura !este acercamiento ue usado por -arothers quien descubrió el "L# en el a'o 8BFA$. -on esta ruta, sólo polímeros de ba&o peso molecular pueden ser producidos, debido principalmente a las di(cultades en la remoción de agua e impurezas.


!ágina

15


?tras desventa&as de esta ruta es que utiliza un reactor de gran tama'o, necesita de evaporación y recuperación del solvente. b. P!&i5e$i6%)i# (!$ %#i&&! %bie$t! Este método es mucho me&or para producir un polímero de alto peso molecular y ha sido actualmente adaptado comercialmente a las necesidades debido a la ermentación del almidón que ha reducido signi(cativamente los costos en la producción de ácido láctico. La ermentación del azúcar produce ácido láctico quiral, las moléculas quiral e/isten como estereoisómeros, el ácido láctico puede e/istir como L o * estereoisómero. El ácido láctico sintetizado químicamente da una mi/tura !M9:* y M9: L$, sin embargo, la ermentación es muy especí(ca, permitiendo la producción de esencialmente un estereoisómero. La ermentación derivada de ácido láctico consiste de BB.M: de el isómero L y 9.M: del isómero *.

El proceso está basado en remover agua sin solvente para producir un dímero intermediario, el cual ya ha sido puri(cado por destilación al vacío. La polimerización en anillo del dímero es lograda mediante calor, nuevamente sin la necesidad de solvente. -ontrolando la pureza del dímero, es posible producir un rango variado de moléculas pesadas y variando la cantidad y secuencia de las unidades * en el polímero, las propiedades del producto pueden ser cambiadas. Estos cambios Obtención de Bioplásticos a partir de fcula de papa

!ágina

16


impactan en el comportamiento rente a la capacidad de derretirse, propiedades térmicas y ductibilidad. 7asado en este método, se ha desarrollado una patente, un proceso continuo a ba&o costo para la producción de polímeros ácido base. Este proceso empieza con la condensación continua del ácido láctico acuoso para producir un "L# de ba&o peso molecular !pre1polímero$

Luego, el pre1polímero es convertido en una mi/ture de estereoisómeros usando catálisis para aumentar la velocidad y selectividad de la reacción cíclica intramolecular. La mi/tura del láctido undido es luego puri(cada por destilación al vacío. 5inalmente, el polímero de "L# es producido usando un catalizador de esta'o. Luego que la polimerización se completa, cualquier monómero remanente es removido mediante vacío y recirculado al inicio del proceso.


!ágina

17


La écula, el azúcar y>o el copoliester son mezclados y calentados con el (n de ormar una pasta homogénea. %e colocan en un tornillo sin (n hacia un tamiz que orma unos hilos. Los hilos de bioplástico pasan a un ba'o por un ba'o que los enría, luego son cortados para ormar los gránulos. Los gránulos de bioplástico luego serán transormados por la industria del plástico para abricar una larga variedad de productos cotidianos.


!ágina

18


,RO,I)DAD)S D) +A IRA D) ,+A La (bra de "L# tiene un número de características que son similares a muchas otras (bras termoplásticas. La única propiedad en comparación es que es la única (bra de recursos naturales anualmente renovables. La propiedades ísicas y estructura han sido han sido estudiadas por muchos investigadores y estos traba&os con(rman que es un polímero con gran potencial comercial como una (bra te/til. %us propiedades mecánicas son consideradas muy similares al convencional "E4 y es probablemente debido a su ba&o punto de undición, las comparaciones con respecto al propileno son también apropiadas. #pariencia.1 las (bras son generalmente circulares y tienen una super(cie suave. *ensidad.1 la gravedad especí(ca es 8.AM g>cmF, más ba&a que las (bras naturales y el "E4. Nndice de )eracción.1 el índice de reracción es 8.FM18.GM, es menor que el "E4. "ropiedades 4érmicas.1 el "L# es un polímero rígido a temperatura ambiente. La temperatura de undición !en L o * estereoisómeros$ es entre 89O- y 8P9 O-. %e tienen G tipos de ácidos polilácticos disponibles, cada uno de ellos con características especiales. G9G8*Q gran estabilidad hasta los AMR5 !8F9R-$ G9F8*+ también se utiliza a gran temperatura hasta 8F9R8899*+ se utiliza para hacer tazones, las ca&as de las patatas ritas, empaquetado de congelado vegetal. A999*+ se utiliza en envases transparentes de alimentos, para abricar tazas, envases de leche. *entro de la industria te/til, son conocidas las aplicaciones del "L# para la creación de telas empleadas en la tapicería, la elaboración de trapos y la conección de toldos y cubiertas resistentes a la luz D.H. El "L# se ha convertido en un material muy importante en la industria médica, donde lleva uncionando más de AM a'os. "or sus características el "L# se ha Obtención de Bioplásticos a partir de fcula de papa

!ágina

19


convertido en un candidato ideal para implantes en los huesos o en los te&idos !cirugía ortopédica, acial, de pecho, abdomen$. C%$%)te$*'ti)%' El "L# es un polímero permanente e inodoro. Es claro y brillante como el "oliestireno !se utiliza para abricar baterías y &uguetes$. )esistente a la humedad y a la grasa. 4iene características de barrera del sabor y del olor similares al plástico de polietileno teretalato, usado para las bebidas no alcohólicas y para otros productos no alimenticios. La uerza e/tensible y el modulo de elasticidad del "L# es también comparable al polietileno. "ero es más hidroílico que el polietileno, tiene una densidad más ba&a. Es estable a la luz D.H., dando como resultado telas que no se decoloran. %u in0amabilidad es demasiado ba&a. El "L# se puede ormular para ser rígido o 0e/ible y puede ser copolimerizado con otros materiales. El "L# se puede hacer con diversas características mecánicas dependiendo del proceso de abricación seguido. C%$%)te$*'ti)%' bi!4e"$%4%b&e' 4e &% +b

%$C%$%)te$*'ti)% PLA DEL CDP Densidad #.7$ 345cm" ,!n:o de #70= ;!sión 3 = h!medad 3% 0.6

PLA 4e 7$%$% 8 #.78

R%8#

L8!)e&&

P!&ie'te $

#.$#

#.$7

#."9

#80

Nin4!no Nin4!no 760

#.8

#.8

#.8

#.8

7$=>$

70=7$

>0=>$

"$=6$

N5A

#9=77

#>=#6

#$=>0

0.>9

#"

#7

0.>

En la inormación que se muestra en la tabla se puede apreciar como el "L# parece una (bra e/celente con las credenciales técnicas para sustituir al polipropileno.


!ágina

20


@)S )+ ,+A TAN U)NO CO&O ,AR)C) El "L# parece ser un producto increíble, es biodegradable, y de él se hacen recursos renovables, algunos piensan que el "L# es demasiado bueno para ser verdad. Dna crítica importante del polímero ocurre durante su ase de descomposición biológica. El "L# emite -?A y -JG durante este proceso. %on dos de los gases invernaderos que se quieren reducir sus emisiones por los comités internacionales. ?tra crítica es que aún se necesita de los combustibles ósiles para producir el "L#, aunque estos ósiles no se usan en el polímero directamente, son necesarios en el proceso de cosecha de las plantas y la producción química. En respuestas a estas preocupaciones, los partidarios del "L# reconocen que los combustibles ósiles se están utilizando para producir el plástico, pero indican que este proceso requiere de entre un A9 9 M9: menos de recursos ósiles que si lo obtenemos directamente del petróleo. "ara la producción de plásticos convencionales, el petróleo es el recurso primario, mientras que el carbón y el gas natural se utilizan en la abricación de plásticos biodegradables. %e esta investigando como utilizar energía renovable o aprovechar la energía que se utiliza para abricar los plásticos biodegradables !cogeneración y biomasa$, también se buscan otras materias primas para el "L#. #demás esta tecnología de obtener ácido láctico, y por lo tanto "L#, a partir de trigo, remolacha, data de hace poco tiempo, mientras que la obtención de plásticos a partir del petróleo lleva 899 a'os, con lo cual la me&ora puede ser muy grande. 4ambién se intenta reducir el consumo de energía en el proceso de abricación de los plásticos biodegradables en un M9:. En respuesta a la discusión de la emisión de los gases invernaderos, los partidarios del "L# a(rman que el -? A ! dió/ido de carbono$ enviado a la atmósera es consumido por las plantas nuevas y por consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmósera.


!ágina

21


El gravamen del ciclo vital es una técnica que podría ayudar a determinar las venta&as y desventa&as del "L#. %egún la sociedad de to/icología del medio ambiente y la química !%E4#-$, el gravamen del ciclo vital es 2un proceso ob&etivo para evaluar las cargas ambientales asociadas a un producto, proceso o actividad que identi(ca y cuanti(ca los materiales usados y la basura lanzada al ambiente y para poder evaluar posibles me&oras ambientales3. El gravamen del ciclo vital consta de F etapas+ 8$

#nálisis de inventario+ se anotan todos los datos de aspectos ambientales de los recursos que se consumen, ver las emisiones al aire, agua, tierra durante el proceso de abricación, de uso y de disposición y se analiza este gravamen de inventario.

A$

F$

nterpretación de resultados y recomendaciones.

BIODEGRABILIDIDAD DE BIOPL9STICOS


!ágina

22


PRODUCTOS A BASE DE PLA


!ágina

23


)+ &)RCADO D) +OS IO,+BSTICOS En las previsiones que se hacen a nivel mundial para A989, se espera que el crecimiento de la capacidad global instalada para la producción de materiales biodegradables sea de PM: con respecto al presente. #unque en la actualidad los valores absolutos no alcanzan ni el 8: de la demanda total de resinas plásticas en el mundo, el crecimiento de las resinas biodegradables es muy alto. E/iste una combinación de actores que está impulsando el crecimiento y aceptación de las resinas biodegradables, estos son+



El precio ascendente y alto de las resinas derivadas del petróleo.



La concienciación de los consumidores sobre la necesidad de proteger el medio ambiente, adquiriendo productos 2más ecológicos3.



La madurez tecnológica ya alcanzada en la generación básica de productos con estas resinas



Las leyes gubernamentales que se están gestando en varios países, especialmente de Europa, omentando el uso de estos productos biodegradables.



La e/clusión de sistemas de gestión de residuos tales como los vertederos y la mala imagen de la valorización energética como solución (nal.

L%' '%&i4%' ($i#)i(%&e' 4e &!' bi!(&'ti)!' #mbala$es alimentarios o no% todo tipo de bolsas, &lms li'eros, vasitos, bande$as #mbala$es industriales% &lms y part(culas de calados )roductos para a'ricultura% &lms de pa$as y cintas


!ágina

24


)roductos de hi'iene y varios% bastoncillos, platos desechables, pañales *l'unos pol(meros de ori'en ve'etal se utilizan también en la industria automóvil +para piezas técnicas.

L%' )%$%)te$*'ti)%' 4e e'te 5e$)%4! -n mercado en uerte crecimiento en comparación con el del plástico tradicional +evolución de la tasa de introducción% ","/0 en 1""1, "./10 en 1""2 -n decala'e de 1 años e3iste entre las capacidades de producción y de consumo Los procesos de transormación no necesitan cambios tecnoló'icos sino más bien arre'los técnicos.

4écnicamente los bioplásticos pueden y reemplazar ya a los plásticos de origen petroquímico para las aplicaciones 2(lms3 siguientes+      

4olsas para consumo !/",""" toneladas 4olsas basura !12,""" toneladas 4olsas 'ran contenido 1",""" toneladas )equeña y mediana bolsita 5",""" toneladas 6ilm de envolver !2,""" toneladas 6ilm a'r(cola 7,""" toneladas


!ágina

25



!ágina

26


2.3. De+#i)i# 4e t$5i#!' P&'ti)! ; 8ateria capaz de deormarse ba$o la acción de una uerza e3terior y de volver a su estado anterior.

Bi!(!&*5e$!' ; )ol(metros presentes en or'anismos vivos o sintetizados por estos. 9ncluyen pol(metros derivados de recursos renovables que se pueden polimerizar para abricar bioplásticos.

Bi!(&'ti)!' ; )lásticos abricados a partir de biopol(meros. Son biode'radables conorme a la norma :6 #: !/;/1.

L% #!$5% NF EN 13,32 ; "0 debe alcanzarse en un plazo má3imo de ? meses.

Bi!4e"$%4%)i# ; #s la di'estión por micro=or'anismos, después de la descomposición y ba$o los eectos de la humedad, del o3i'eno y de la temperatura. #l resultado es la ormación de a'ua, de carbono y de biomasa.

C!5(!'t%bi&i4%4 ; *nálisis de la cantidad de abono después de la biode'radación +de'radación qu(mica y de la desinte'ración +de'radación (sica.

"ara que un envase plástico obtenga la etiqueta de 2compostable3, debe cumplir los siguientes requisitos+ 7iodegradabilidad+ B9: antes de seis meses *esintegrabilidad+ la ragmentación y la pérdida de visibilidad del residuo en el compost (nal !ausencia de contaminación visual$. Esto se mide con el ensayo de composta&e !E; 8G9GM$, en el que el material tienen que estar desintegrado antes de F meses, con un tama'o inerior a A milímetros y que alcance al B9: de la masa inicial. #usencia de eectos negativos en el propio proceso de composta&e. 7a&os niveles de metales pesados !por deba&o de los valores má/imos prede(nidos$, y la ausencia de eectos negativos sobre la calidad del compost !por e&emplo, la reducción de valor agronómico y la presencia de eectos ecotó/icos en el crecimiento de las plantas$. "ara ello tiene que Obtención de Bioplásticos a partir de fcula de papa

!ágina

27


realizarse un test de crecimiento de las plantas !test ?-*E A9=, modi(cado$ llevándose a cabo sobre las muestras

del compost obtenido en la

biodegradación y un compost normal, no teniendo que e/istir dierencias de resultados ba&o las mismas condiciones. ?tros parámetros ísico1químicos que no deben ser dierentes de los del control del compost después de la degradación+ pJ, salinidad, sólidos volátiles, ;, ", Cg, C!5(!'t ; 8ateria prima usada como estiércol natural para la producción a'r(cola.


!ágina

28


CAP0TULO III: METODOLOG0A DE LA INVESTIGACIÓN 3.1. Ti(! 4e i#e'ti"%)i# El tipo de investigación empleada en este traba&o es el

método hipotético

deductivo. Ka que este traba&o se basa en otros estudios del e/tran&ero para poder producir un material plástico utilizando materia prima peruana

que será totalmente

biodegradable y al término de su vida útil será compostable, lo cual reduce de manera considerada los eectos por contaminación ambiental. 3.2. Di'e
!ágina

29


# continuación se presenta un breve resumen de la metodología llevada a cabo en la investigación. #.#&)TODO+O'A El tema es+ ?btención de bioplásticos a base de papa de tercera categoría ,RO+)&A D) IN)STI'ACI1N+ Es la dependencia muy notoria en el consumo de petróleo, el valor de las importaciones de este recurso se ha ido incrementando de tal manera que las altas o ba&as en la producción e/tran&era in0uyen de manera considerable en el consumidor del día a día, y a su vez aecta el procesamiento de derivados de petróleo como el plástico, generando problemas económicos nacionales. &)TODO+O'AE La metodología propuesta se desagrega por etapas, una propuesta conorme a una serie de pasos+ elección del tema, planteamiento del problema, recopilación de datos, análisis e interpretación de datos, comunicación de resultados, ormulación de recomendaciones e implantación. *icho marco permite identi(car claramente los actores ba&o estudio y analizar en orma ordenada y sistemática sus componentes del modo más racional utilizando las técnicas más adecuadas. FUSTIICACI1NE 5ue llevado a cabo un análisis de las características del problema lo cual tra&o como resultado la aplicación y seguimiento de una investigación documental y de un tipo de estudio e/plicativo. UNDA&)NTACI1NE %e determino la metodología a seguir de la investigación después de un análisis y e/aminación de las etapas propuestas por varios autores e/pertos en la materia los


!ágina

30


cuáles se presentan en el marco metodológico y de acuerdo a estas propuestas y a las características del estudio. 3.3. T)#i)% 4e $e)!&e))i# 4e 4%t!'. !en:es de in;ormación+ "rimaria y %ecundaria. #= !en:es ,rimariasE %e obtiene inormación por contacto directo con el su&eto de estudioQ por medio de observación. 7= !en:es Sec!ndariasE normación obtenida desde documentos, estadísticas. 3.,. P$!)e'%5ie#t! 4e &!' 4%t!'. Los dierentes métodos

de procesamiento están relacionados con el avance

tecnológico. Las alternativas presentadas podrán ser elegidas, dependiendo de la rapidez con que se necesitan y la inversión en dinero que se requiera para obtenerlas. Los tipos de procesamiento que e/isten, son los siguientes+ a. ,roceso &an!a?E Este es el proceso más antiguo e involucra el uso de los recursos humanos, tales como realizar cálculos mentales, registrar datos con lápiz y papel, ordenar y clasi(car manualmente. Esto da como resultado un proceso lento y e/puesto a generar errores a lo largo de todas las etapas o actividades del ciclo de procesamiento. b. ,roceso &ecGnico -onsidera el uso de máquinas registradoras y calculadoras, como el ábaco y las reglas de cálculo, reemplazando en cierto grado el proceso de cálculo manual. Esto trae como lógica consecuencia el aligeramiento del traba&o en relación al proceso y la reducción de errores, pero mantiene la desventa&a del proceso de almacenamiento de toda la inormación resultante. E&emplo+ ?btener la hora Obtención de Bioplásticos a partir de fcula de papa

!ágina

31


empleando un relo& a cuerda, que es un aparato mecánico, que interiormente tiene una serie de engrana&es, que se encuentran debidamente coordinados entre sí y cuyo movimiento hace girar una agu&a en orma radial y proporcional al tiempo. c. ,rocesos )?ec:rónicos En este tipo de proceso se emplean las computadoras. Dna vez ingresados los datos, el computador eectúa los procesos requeridos automáticamente y emite el resultado deseado. Los procesos son realizados a velocidades increíblemente altas, obteniendo inormación con(able. 3.. T)#i)%' 4e A#&i'i' 4e 4%t!'. La técnica de análisis de datos representa la orma de cómo será procesada la inormación recolectada, esta se puede procesar de dos maneras cualitativa o cuantitativa, en esta ocasión se utilizará el análisis cualitativo, el cual es una técnica que indaga para conseguir inormación de conte/tos, variables o ambientes en proundidad.


!ágina

32


CAPITULO IV: PLANTEAMIENTO DE LA INVESTIGACION ,.1. P&%# 4e %))i!#e' ;o se registró. ,.2. Re)$'!' Ne)e'%$i!' Los recursos necesarios para este traba&o ueron+         

Conograías )evistas de ngeniería Suímica normes 4écnicos 4esis 5uentes %ecundarias !manuales$ 5uentes electrónicas !internet$ *atasheets *iagramas de 0u&o de compa'ías productoras de bioplástico a nivel mundial )ecursos 5inancieros

,.3. P$e'(e't!: C!'t! 4e& P$!8e)t! &)S S),TI)&R)

#-4H*#* )ecolección de

-?%4? !nuevos soles$ 89

OCTUR)

normación vía internet Hisita a bibliotecas -ompra de libros )ecolección de

8G 89 8A

normación vía internet COSTO TOTA+

G

,.,. C$!#!"$%5% 4e %)tii4%4e'. CE%

%E"4EC7)E 1%EC#;# 8 %E"4EC7)E

)E-?LE--?; *E ;5?)C#-?; H# ;4E);E4

4)#*D--? ; *E ;5?)C#-? ; *E ;4E);E4

H%4# # 77L?4E-#% K -?C")# *E L7)?%

J#-E) D; J#-E) EL )E%DCE; 4)#7#T? *E L? E; U?)* 4)#*D-*?

/ /


!ágina

33


1%EC#;# A %E"4EC7)E 1%EC#;# F %E"4EC7)E 1%EC#;# G C#K?1 %EC#;# 8 C#K?1 %EC#;# A C#K?1 %EC#;# F C#K?1 %EC#;# G TD;?1 %EC#;# 8 TD;?1 %EC#;# A TD;?1 %EC#;# F TD;?1 %EC#;# G TDL?1 %EC#;# 8 TDL?1 %EC#;# A

/

/ /

/

/

/ /

/

/


/

/ /

!ágina

34


CAPITULO V: CONCLUSIONES 

El campo de los bioplásticos está empezando a ser visto y e/plotado por las empresas transnacionales por lo que su desarrollo a nivel de los países en



vías de desarrollo es lento. %e comprueba que los bioplásticos son 899: biodegradables, es decir, no



necesitan de un elemento adicional para lograr su degradación completa. %e comprueba que la producción de bioplásticos cumple con los estándares medio1ambientales, además es un producto que no contamina al término de



su ciclo de vida. Están llevándose a cabo investigaciones, por parte de empresas distribuidoras de bioplásticos, para darle una consistencia más dura a este



plástico y así volverlo un uerte competidor del "E4. El uso de papa para la producción de bioplásticos no aecta en el consumo de la población, ya que la papa que se utiliza es papa de tercera categoría, es decir, es papa que normalmente se desecha ya que no va a consumo



humano. El "L# es un polímero biodegradable hecho de recursos renovables. K como material versátil que es, está aumentando su uso en la medicina, en las dierentes aplicaciones de la industria te/til y del empaquetado, principalmente en esta industria está despertando mucho interés por sus e/cepcionales características y su biodegradabilidad. El "L# es un polímero que veremos mucho en el uturo por ser una verdadera innovación en materiales de empaquetado.


!ágina

35


CAPITULO VI. RECOMENDACIONES   

)egistrar cada dato de las reerencias bibliográ(ca !a'o, edición, editorial$ )egistrar las direcciones de las páginas 6eb visitadas %i se tuviera inormación en inglés, como en este caso, hacer la traducción de la inormación recolectada lo antes posible, evitando así que la inormación



se acumule al (nal. "romover la investigación e incentivar proyectos donde se utilice materia prima nacional y que contribuya al desarrollo sostenible de procesos.


!ágina

36


CAPITULO VII: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS























%-E;45- ELE-4)?;- L7)#)K ?;L;E http+>>666.scielo.cl>pd>inotec>v8Bn8>art9G.pd #;L%% 5N%-?1SDNC-? K C?)5?LV<-? *E #LC*?;E% *E W#CE, KD-# K "#"# UX"E*# 1 %?L#;DC 4E7E)?%DC !"#"#$ http+>>es.6iipedia.org>6ii>%olanumYtuberosumZDsosYindustriales 4CM1AUUU % 1 4E-J;-#L CEC?)#;*DC ?; ")?*D-4?; ?5 "?4#4? %4#)-J http+>>homeF.inet.tele.d>starch>isi>starch>tmM6661potato.htm E-?L?<# http+>>666.iecologia.com>9B>8A>bioplastico1de1papas1una1interesante1 alternativa> 4E%% *?-4?)#LE% E; I#)I# http+>>666.tesisen/ar/a.net>4E%%YD)H>#H#L#7LE>4*I189AB89F1 8P88AA>>capitulo9G.pd ;>666.eis.uva.es>[biopolimeros>alberto>pla.htm 7idlingmaier, U. "apadimitriou, E. !A999$. Dse o biodegradable polymers and management o their post1consumer 6aste. ?)74 %pecial Events, Uolsburg. Xim, C. Lee, #. Lee, X. -hin, . Koon, . !8BBB$ 7iodegradability o "oly!F1 hydro/ybutyrate$ blended 6ith poly!ethylene1co1vinyl acetate$. European "olymer Tournal FM !$ 88MF188M= Cohee, ). Dnmar, <. # Cudhoo, #. Xhadoo, ". !A99P$. 7iodegradability o biodegradable>degradable plastic materials under aerobic and anaerobic conditions. Uaste Canagement. "ullammanappallit, ". Cc-omg, #. *íaz, L. 7iblingmaier, U. !A99F$. ?rganic recovery and 7iological 4reatment !?)74$, "erth, Uestern #ustralia, pp. A=1ABG.


!ágina

37

BIOPLÁSTICOS

Recommend Documents