Síntesis, propiedades y aplicación del ácido poliláctico a partir del almidón de la papa

Abstract

La siguiente monografía nos habla sobre la producción de los bioplásticos, a partir, de la fécula de la papa, la cual es transformada en almidón y mediante una serie de operaciones y procesos (fig.1), finalmente en ácido poliláctico; materia prima principal para la elaboración de plásticos, que se usa en la fabricación de diversos tipos de objetos, desde celulares hasta automóviles; pero sobre todo resaltar su aporte en el cuidado del medio ambiente y su innovador apoyo en la medicina. Fig. 1 de Ciclo de vida del ácido poli-láctico. El ácido poli-láctico (PLA), es un biopolímero termoplástico cuya molécula precursora es el ácido láctico. Es un material altamente versátil que se hace a partir de recursos renovables al 100% como son el papa, maíz, la remolacha, el trigo y otros productos ricos en almidón. Este ácido tiene muchas características equivalentes e incluso mejores que muchos plásticos derivados del petróleo, lo que hace que sea eficaz para una gran variedad de usos. Debido a su biodegradabilidad, propiedades de barrera y bio-compatibilidad, éste biopolímero ha encontrado numerosas aplicaciones ya que presenta un amplio rango inusual de propiedades, desde el estado amorfo hasta el estado cristalino; propiedades que pueden lograrse manipulando las mezclas entre los isómeros D (-) y L (+), los pesos moleculares, y la copolimerización. Por lo tanto este trabajo monográfico presenta las formas de polimerización, las propiedades físicas y mecánicas que lo hacen interesante, sus mecanismos de biodegradabilidad, reabsorción y sus aplicaciones en diferentes campos. Se revisa además el proceso de producción biotecnológica de su molécula precursora, nuevos microorganismos productores y diferentes métodos de purificación. Cabe señalar que entre las características de un plástico están que pueden pasar por proceso de moldeo, extrusión, soplado y además de tener alta resistencia, sin embargo, la utilización de este bioplásticos está enfocada a productos de vida útil corta, debido a su baja resistencia a la acción de los microorganismos en aplicaciones a la intemperie. Cabe resaltar también que lo que se aprovecha generalmente son los residuos de estos recursos, que se encuentran fácilmente en la naturaleza y que se renuevan. Esto hace que las ventajas sean mayores puesto que no solo se reducen impactos ambientales sino que se termina con todo el ciclo de vida de este bio-plástico en un tiempo corto y sin contaminar. Para poder viabilizar la industrialización del Residuo de Fragmentación de chatarra y el aprovechamiento de las especies de valor que este contiene, se diseñó y edificó una instalación para lograr la segregación industrial de este residuo obteniendo como producto intermedio una fracción de material orgánico, con un poder calorífico de 4,200 Kcal/Kg. Viendo que para lograr un reemplazo parcial del carbón bituminoso era necesario garantizar una dosificación continua y constante, fue necesario implementar una operación de Pelletización del material orgánico que se obtenía a granel (compuesto por partículas de forma irregular), para transformarlo en pellets de combustible alternativo, con forma regular (cilindros de 16 milímetros de diámetro y longitud máxima de 40 milímetros) y con una mayor densidad que el material de entrada. Adicionalmente la pelletización mejoraba el poder calorífico del producto alcanzando en promedio un aporte de 4,500 Kcal/Kg. Luego, fue necesario implementar el sistema de dosificación que garantizará la alimentación continua de una misma cantidad de combustible alternativo, según el balance de energía requerido por el proceso. Actualmente se ha implementado la Planta de Pelletización del material orgánico del Residuo de Fragmentación de chatarra con una capacidad de producción de 15 toneladas/día de Pellets de combustible alternativo, cantidad que viene siendo empleada en su totalidad en el proceso productivo de la Planta de Reducción Directa, sin alteración relevante en el Grado de Metalización del producto obtenido. Del mismo modo, a la fecha no se han registrado alteraciones en los ritmos de producción ni en las emisiones del proceso; por otro lado se ha demostrado el impacto positivo en la reducción de los costos de producción, así como en la reducción de la cantidad de residuos sólidos generados. De esta forma se logró superar con creces los objetivos planteados al inicio del proyecto: El Reemplazo parcial de combustibles no renovables por el uso de combustibles alternativos. La Reducción de la generación de nuestros residuos sólidos. En el presente informe se muestran: la metodología seguida para el desarrollo del proyecto, los objetivos trazados, el análisis de las alternativas de solución planteadas, la innovación tecnológica aplicada y las actividades relevantes implementadas entre Abril y Octubre de 2011. Corporación Aceros Arequipa S.A., ratifica con la implementación de este proyecto su compromiso en la preservación de nuestro medio ambiente.