Extracción sustentable de microfibras celulósicas desde residuos agroindustriales del plátano
DOI:
https://doi.org/10.29312/remexca.v16i30.4041Palabras clave:
Musa cavendish, explosión de vapor, reactor, tratamientoResumen
Las fibras de celulosa natural tienen propiedades y estructuras que las hacen adecuadas para distintos usos, como la fabricación de textiles, compuestos, pulpa y papel. Aunado a esto, existe un creciente interés en el uso de materiales alternativos de bajo impacto ambiental debido a la problemática relacionada al medio ambiente, por ende, es necesario la implementación de nuevas fuentes y procesos de obtención de celulosa. La investigación se inició en 2024. El objetivo fue la obtención de microfibras de celulosa cristalina a partir de residuos agroindustriales del cultivo del plátano mediante procesos de menor impacto ambiental. Las fibras de celulosa se obtuvieron a partir de las fibras del pseduo-tallo del plátano de la variedad Musa cavendish empleando tratamientos mediante explosión de vapor realizados en un reactor térmico y procesos de blanqueo con NaClO al 2% obteniéndose microfibras de celulosa suaves y frágiles. El análisis por TGA demostró que las fibras de celulosa obtenidas a partir de las fibras de plátano presentaron una mayor estabilidad térmica debido a la remoción de la hemicelulosa, misma que se pudo corroborar por FT-IR. El tratamiento mediante explosión de vapor es una alternativa viable y ecológica para la obtención de microfibras de celulosa a partir de fibras de plátano y otros residuos agroindustriales.
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Aridi, A. S.; Chin, N. L.; Ishak, N. A.; Yusof, N. N. M.; Kadota, K.; Manaf, Y. N. and Yusof, Y. A. 2021. Effect of sodium hypochlorite concentration during pre-treatment on isolation of nanocrystalline cellulose from Leucaena leucocephala (Lam.) Mature Pods. BioResources. 16(2):3137-3158.
Aridi, A. S.; Ling, C. N.; Ishak, N. A.; Nor Nadiah, M. Y.; Ahmed, M. F. M. and Yusof, Y. A. 2020. Structural FTIR analysis of cellulose functional groups isolated from Leucaena leucocephala pods using different bleaching agents. AgriRxiv.
Barciela, P. A.; Perez-Vazquez, A.; Carpena, M. R.; Seyyedi-Mansour, S.; Donn, P.; Fraga-Corral, M.; Otero, P.; Xiao, J.; Simal-Gandara, J.; Prieto, M. A. and Cassani, L. 2023. Insight into steam explosion pretreatment of sugarcane bagasse for bioethanol production †. Engineering proceedings. 37(1):1-6.
Capári, D.; Dörgő, G. and Dallos, A. 2016. Comparison of the effects of thermal pretreatment, steam explosion and ultrasonic disintegration on digestibility of corn stover. Journal of Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems. 4(2):107-126.
Deepa, B.; Abraham, E.; Cherian, B. M.; Bismarck, A.; Blaker, J. J.; Pothan, L. A.; Leao, A. L.; Souza, S. F. and Kottaisamy, M. 2011. Structure, morphology and thermal characteristics of banana nano fibers obtained by steam explosion. Bioresource Technology. 102(2):1988-1997.
Godara, M. S. S. 2019. Effect of chemical modification of fiber surface on natural fiber composites: a review. Materials today: proceedings. 18(7):3428-3434.
Gupta, U. S.; Dhamarikar, M.; Dharkar, A.; Chaturvedi, S.; Tiwari, S. and Namdeo, R. 2020. Surface modification of banana fiber: a review. Materials today: proceedings. 43(7):904-915.
Ibrahim, M. M.; Agblevor, F. A. and El-Zawawy, W. K. 2010. Isolation and characterization of cellulose and lignin from steam-exploded lignocellulosic biomass. BioResources. 5(1):397-418.
Kataria, R.; Mol, A.; Schulten, E.; Happel, A. and Mussatto, S. I. 2017. Bench scale steam explosion pretreatment of acid impregnated elephant grass biomass and its impacts on biomass composition, structure and hydrolysis. Industrial Crops and Products. 106(8):48-58.
Ma, C.; Ni, L.; Guo, Z.; Zeng, H.; Wu, M.; Zhang, M. and Zheng, B. 2022. Principle and application of steam explosion technology in modification of food fiber. Foods. 11(21):1-19.
Meng, F.; Zhang, X.; Yu, W. and Zhang, Y. 2019. Kinetic analysis of cellulose extraction from banana pseudo-stem by liquefaction in polyhydric alcohols. Industrial Crops and Products. 137(5):377-385.
Parre, A.; Karthikeyan, B. Y.; Balaji, A. and Udhayasankar, R. 2020. Investigation of chemical, thermal and morphological properties of untreated and NaOH treated banana fiber. Materials today: proceedings. 22(6):347-352.
Pérez-Limiñana, M. A.; Pérez-Aguilar, H.; Ruzafa-Silvestre, C.; Orgilés-Calpena, E. and Arán-Ais, F. 2022. Effect of processing time of steam explosion for the extraction of cellulose fibers from phoenix canariensis palm leaves as potential renewable feedstock for materials. Polymers. 14(23):5206.
Rajwade, J. M.; Chikte, R. G. and Paknikar, K. M. 2020. Nanomaterials: new weapons in a crusade against phytopathogens. Applied Microbiology and Biotechnology. 104(4):1437-1461. https://doi.org/10.1007/s00253-019-10334-y.
Reddy, R. A.; Yoganandam, K. and Mohanavel, V. V. 2020. Effect of chemical treatment on natural fiber for use in fiber reinforced composites Review. Materials today: proceedings. 33(2):2996-2999.
Ronald-Aseer, J.; Sankaranarayanasamy, K.; Jayabalan, P.; Natarajan, R. andy Priya-Dasan, K. 2013. Morphological, physical, and thermal properties of chemically treated banana fiber. Journal of Natural Fibers. 10(4):365-380.
Sarker, T. R.; Pattnaik, F.; Nanda, S.; Dalai, A. K.; Meda, V. S. and Naik, S. N. 2021. Hydrothermal pretreatment technologies for lignocellulosic biomass: a review of steam explosion and subcritical water hydrolysis. Chemosphere. 284(4):131372.
Shamsudin, S.; Kamal-Bahrin, E.; Hassan, M. A. and Shirai, Y. 2024. Chemical free saturated steam pretreatment of oil palm empty fruit bunch for improved enzymatic saccharification. Journal of Wood Chemistry and Technology. 44(1):44-63.
Sheng, Z.; Gao, J.; Jin, Z.; Dai, H.; Zheng, L. and Wang, B. 2014. Effect of steam explosion on degumming efficiency and physicochemical characteristics of banana fiber. Journal of Applied Polymer Science. 131(16):1-9.
Xu, J.; Zhou, G. and Li, J. 2017. Effects of steam explosion pretreatment on the chemical composition and fiber characteristics of cornstalks. Journal of Bioresources and Bioproducts. 2(4):153-157.

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