Elaboración de bioplásticos a partir de almidón residual obtenido de peladoras de papa y determinación de su biodegradabilidad a nivel de laboratorio

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo elaborar un bioplástico a nivel de laboratorio a partir de residuos de papa variedad ´Yungay` y evaluar su biodegradabilidad tomando como referencia la Norma ISO 17556:2012; para lo cual se dividió la investigación en tres etapas: Extracción del almidón, elaboración del bioplástico y ensayo de biodegradabilidad del bioplástico. Para la primera etapa se utilizó el método por decantación con algunas variantes, ya que se trabajó con un residuo; asimismo se incluyeron evaluaciones a partir de las variantes de factores utilizados en las pequeñas industrias de procesamiento de papas para freír, estas son la adición de un antioxidante y la variación de la temperatura con la finalidad de evaluar la mejor metodología para obtener una mayor cantidad de almidón; una vez determinada esta metodología se procesó 20 Kg de papa para evaluar sus características así como para elaborar el bioplástico; se obtuvo una relación de amilosa/amilopectina de 26.21/73.79 y un 89.8% de similitud del espectro evaluado con respecto al espectro del almidón soluble. En la segunda etapa se utilizó una metodología basada en la hidrólisis química del almidón para lograr polimerizar el almidón, se incluye la adición de plastificantes como el agua y el glicerol; adicionalmente se evaluó las características físicas y mecánicas de los bioplásticos elaborados con distintas cantidades de aditivos, una vez determinado el bioplástico más resistente se utilizó dicha metodología para elaborar el bioplástico, las pruebas de tracción y elongación indicaron un esfuerzo máximo de 1.47 MPa y una elongación máxima de 19.99%, el análisis infrarrojo (FTIR) indicó variaciones en los picos que explican la formación de enlaces característicos del bioplástico. En la última etapa se utilizó compost como medio de degradación, polietileno de baja densidad como control negativo, celulosa como control positivo y el bioplástico a analizar; el bioplástico alcanzó 64.21%, seguido muy de cerca por la celulosa con 63.51%, el polietileno de baja densidad (PEBD) obtuvo 6.95% y finalmente el blanco obtuvo 0.83%.

This research aims to develop a laboratory scale bioplastic from waste potato variety 'Yungay` and evaluate its biodegradability reference to ISO Standard 17556 : 2012; for which the research was divided into three stages: extraction of starch, elaboration of the bioplastic and the bioplastic degradation test. For the first stage it was used the method for decantation with some variations, as it was worked with a residue; also assessments were included from variants of factors used in small processing industries potatoes for frying, these are the addition of an antioxidant and temperature variation in order to evaluate the best methodology to obtain the greater amount of starch: once it is given this methodology was processed 20 kg of potatoes to evaluate their characteristics and to develop the bioplastic; a ratio of amylose / amylopectin 26.21 / 73.79 and 89.8% of similarity evaluated with respect to the spectrum of soluble starch spectrum was obtained. In the second stage it is used a method based on chemical hydrolysis of starch to achieve polymerize the starch, the addition of plasticizers such as water and glycerol is included; additionally were evaluated the physical and mechanical characteristics of bioplastic tested with different amounts of further additives, once determined the toughest bioplastic it was took this methodology to produce the bioplastic, the tensile and elongation tests showed a maximum stress of 1.47 MPa and a maximum elongation of 17.99%, the infrared analysis (FTIR) showed peaks variations in explaining the formation of bonds characteristic of the bioplastic. Compost was used in the last stage as a means of degradation, low density polyethylene as a negative control, cellulose as positive control and the biopolymer to be analyzed; the bioplastic reached 64.21%, closely followed by cellulose with 63.51%, then by the low density polyethylene (LDPE) with 6.95% and finally white with 0.83%.