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“Obtención de papel y bioplástico a partir de cáscara de papa”.


Categoría: Superior (Licenciatura)
Área de participación: Ciencias de los Materiales

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Resumen

La situación del ambiente con la tala de árboles hoy en día es preocupante, además de que es nuestra fuente principal de oxígeno, ya que una hectárea de árboles produce oxígeno en 1 año para 40 personas. Las fábricas papeleras utilizan 15 árboles para producir una tonelada de papel, se usan las fibras de la madrea a grandes escalas lo cual causa un impacto  en el planeta.

Por otro lado, también se pretende obtener un pastico biodegradable ya que, actualmente, los plásticos son una de las principales fuentes de contaminación en casi todos los medios: agua, tierra e incluso aire cuando es incinerado.

El plástico hecho a partir de combustibles fósiles tarda un aproximado de 1,500 años en ser degradado, por lo que en los últimos años se han buscado múltiples alternativas para reducir este periodo, una de ellas son los bioplásticos.

Con este proyecto se pretende disminuir la tala de árboles y la contaminación del ambiente con plástico, además de dar  utilidad a residuos orgánicos de la papa, ya que  estos solo se desechan. Se elaborará un papel a base de cáscara de papa  resistente y  de mejor textura empleando la metodología tradicional para elaborar papel pero utilizando la cáscara de papa,   además empleándola como materia prima principal y  a la vez elaborar  bioplástico con el licor de la hidrólisis de proteínas precipitadas con hidróxido de sodio.

Pregunta de Investigación

¿Es posible elaborar papel y bioplástico a partir de cáscara de papa que sean resistentes y a bajo costo?

Planteamiento del Problema

Existen dos grandes problemas, el primero; El consumo de papel reciclado en México es uno de los más altos del mundo. Tenemos el cuarto lugar en el índice de utilización de fibra de madera. El consumo total de fibras en el país fue de cinco millones 224 mil toneladas el año pasado, de las cuales, cuatro millones 418 mil fueron recicladas. (1)

Del total del consumo de fibras recicladas, tres millones 57 mil fueron nacionales y el resto, importadas. El doctor José Turrado Saucedo, del Departamento de Madera, Celulosa y Papel de la Universidad de Guadalajara (U de G), pronostica que para el año 2010, que la producción mundial de papel será de 400 millones de toneladas; para el 2020, se requerirán 570 millones de toneladas .Para la producción de fibra virgen se demandarán plantaciones forestales y la instalación de plantas para obtención de pulpa con requerimientos diarios de tres mil toneladas diarias.

Y el segundo: El 99 por ciento de la totalidad de plásticos se produce a partir de combustibles fósiles, lo que provoca una excesiva presión sobre las limitadas fuentes de energía no renovables. Para el año 2000, la producción mundial alcanzó los 160 millones de toneladas y en México para el año 2006, superó los 4 millones de toneladas. Se calcula que anualmente cada persona en México consume 49 kg de plásticos. A nivel mundial, se calcula que 25 millones de toneladas de plásticos se acumulan en el ambiente cada año y pueden permanecer inalterables por un periodo de entre 100 y 500 años. Esto se debe a que su degradación es muy lenta y consiste principalmente en su fragmentación en partículas más pequeñas, mismas que se distribuyen en los mares (en estos se han encontrado entre 3 a 30 kg/km2), ríos, sedimentos y suelos, entre otros.

De esta manera el proyecto que se presenta plantea una alternativa viable y económica para producir papel y bioplástico, los cuáles podrían emplearse  como posible sustituto del papel que se emplea actualmente.

Antecedentes

El proyecto papa papel de Guillermo Aguilar de la Universidad Politécnica de Tecámac en 2014,  presentó como objetivo elaborar un papel  a base de cáscara de papa,  fibra de coco, almidón y papel reciclado con la finalidad de tener un papel más resistente y de menor costo de elaboración. Logró fabricar este papel pero no solo utilizó la cáscara de papa sino papel reciclado, lo cual presenta el inconveniente de utilizar otro material o insumo más. El papel obtenido si tiene más resistencia y mejor textura. (2)

La cáscara de papa ha tenido otros usos en el área de la salud como eliminación de ojeras, tratamiento de arrugas, tratamiento de manchas obscuras, quemaduras solares y obscurecimiento del cabello entre otros, pero no ha sido utilizada para elaborar papel.

El químico e inventor colombiano Jorge Humberto Borrero ha revolucionado la industria del papel mediante un novedoso proceso que permite obtener fibra de celulosa de alta resistencia a partir de residuos de la caña de azúcar. Borrero, propietario de la empresa Fibras Ecológicas, ha logrado para su iniciativa, denominada SSOHE, una patente en Colombia, cuyo fin es proteger el medio ambiente, disminuir la contaminación y detener la tala indiscriminada de árboles. Una de las principales diferencias del desarrollo de Borrero con respecto a otros similares que están en el mercado es que usa la hoja y no el bagazo (residuo leñoso) de la caña de azúcar. Una de las principales diferencias del desarrollo de Borrero con respecto a otros similares que están en el mercado es que usa la hoja y no el bagazo (residuo leñoso) de la caña de azúcar. (3)

En el artículo: “Uso de las Cáscaras de Papa como Coagulante Natural en el Tratado de Aguas Potables de la Planta” de  Alvarado Carmona Ludyng Natalia indica que las 4 industrias no aprovechan los residuos del procesamiento de la papa de la mejor forma y, por el contrario, se originan desperdicios orgánicos y una mala utilización de la biomasa, en este artículo se expone el resultado de un análisis de tipo experimental, relacionado con la evaluación de su poder coagulante en el tratamiento de aguas potables. Las partículas suspendidas confieren color y turbiedad indeseables a las aguas superficiales y el uso de agentes químicos como el sulfato de aluminio permite remover una proporción significativa de los sólidos suspendidos, clarificando el agua para su potabilización posterior. En este estudio se compararon mezclas de cáscaras de papa y sulfato de aluminio, con el fin de evaluar la formulación más adecuada como agente coagulante en el tratamiento de aguas potables, manteniendo sus características de pH, color y turbiedad. Mediante prueba de jarras se determinó la dosis óptima del sulfato de aluminio (8 mg/L, formulación patrón), en la clarificación de una muestra de agua del río Cane y la quebrada colorada (color de 41 UPC, turbiedad de 2 UNT y pH de 7,76) y se comparó con las otras formulaciones de cáscaras de papa y sulfato de aluminio. Los resultados indican que la mayor reducción de color se obtuvo con el tratamiento 3 (2,5 g de cáscaras de papa) y lo mismo para el pH (7,46); es decir, los resultados de estos dos parámetros se encuentran dentro de los valores exigidos por la norma. La remoción de turbiedad fue igual en todos los tratamientos. (4)

La cáscara de papa es un desecho de gran volumen en las industrias de alimentos. Como una forma de aprovechamiento se investigó su uso como antioxidante natural en hamburguesas de res pre-fritas y congeladas, por ser una fuerte importante de compuestos fenólicos. El extracto de la cáscara tuvo un contenido de polifenoles de 348,77 mg ácido gálico/100 g de cáscara cuando se utilizó metanol como solvente. Se realizó usando un diseño completamente al azar (DCA), con arreglo factorial 52, correspondiente a la combinación de concentración de antioxidantes (factor A) y tiempo de almacenamiento (factor B). Se añadieron diferentes concentraciones de antioxidante natural (0 ppm,1600 ppm, 2400 ppm, 4800 ppm) y antioxidante sintético (500 ppm de eritorbato de sodio) evaluándose el índice de peróxidos, porcentaje de ácidos grasos libres y ácido tiobarbitúrico (TBA) durante 4 semanas en intervalos de 7 días. Las hamburguesas sin antioxidante y con 1600 ppm de extracto alcanzaron los valores más altos de oxidación. El tratamiento con 4800 ppm tuvo mejor efecto inhibitorio que el antioxidante sintético utilizado en la industria cárnica, alargando la vida útil del producto. (5)

Finalmente  en artículo  “Determinar el efecto protector del extracto hidroalcohólico de la cáscara de Solanum tuberosum (cáscaras de papa) (EHCP) en un modelo de cálculos renales inducidos por etilenglicol en ratas Sprague- Dawley machos.”  Desarrollado en el Instituto de Patología de la Facultad de Medicina de la UNMSM. Se utilizó 32 ratas Sprague-Dawleymachos (250g y Aproximadamente 2 meses de edad), divididas en 4 grupos al azar; grupo control (etilenglicol 2 %ad libitum) y 3 grupos experimentales tratados con el extracto hidroalcohólico de cáscara de papa en concentraciones de 50, 150, y 500mg/kg, respectivamente. El extracto hidroalcohólico de cáscara de papa se administró por vía orogástrica; este procedimiento se siguió durante 14 días. Consumo de alimento y agua, así como el peso, se controla periódicamente. Las ratas se sacrificaron a los 14 días. El tejido renal fue examinado con microscopía de luz para observar los depósitos de cristales de oxalacetato de calcio. Se estudió la anatomía patológica de las muestras renales. Las ratas que recibieron etilenglicol mostraron cristales de oxalato y nefrolitiasis, y para el día 14, todos los animales del grupo control contenían depósitos renales de cristales de oxalato de calcio. Muestran signos de daño hepático, degeneración grasa, congestión sinusoidal centro lobulillar, y necrosis celular. El segundo y tercer grupo muestran congestión vascular y algunos cristales de oxalacetato de calcio, sin embargo, el último grupo tratado con 500 mg/kg de extracto hidroalcohólico de cáscara de papa no mostró ningún signo de daño, ausencia de inflamación y daño histopatológico.  El extracto hidroalcohólico de cáscara de Solanum tuberosum  es útil para prevenir la recurrencia de litiasis renal ya que mostró su efecto protector en las primeras etapas de desarrollo de cálculos. El mecanismo subyacente a este efecto es mediado posiblemente a través de un antioxidante, nefro protección y su efecto en la concentración urinaria de constituyentes formadores de cálculos y factores de riesgo. (6)

Como se puede apreciar por las referencias anteriores, no hay información sobre la elaboración de papel con cáscara de papa, lo cual indica que este proyecto es novedoso y de aquí la importancia del desarrollo de la presente investigación.

El consumo mundial anual de los plásticos sintéticos provenientes del petróleo es más de 200 millones de toneladas, con un incremento anual de aproximadamente el 5% (Siracusa et al., 2008). La alta resistencia a la corrosión, al agua y a la descomposición bacteriana los convierte en unos residuos difíciles de eliminar convirtiéndose en un problema ambiental.

Los biopolímeros son todos aquellos polímeros producidos por la naturaleza como lo son el almidón y la celulosa. Pueden ser asimilados por varias especies (biodegradables) y no tienen efecto toxico en el hospedero (biocompatibles) dándoles una gran ventaja con respecto a los polímeros tradicionales (Luengo et al., 2003). De ellos se derivan los bioplásticos que en ocasiones provienen de la misma materia prima pero al sufrir un procesamiento distinto se originan bioplásticos diferentes.

La biodegradabilidad de un material no depende del origen del material sino de su estructura química por lo que existen bioplásticos no degradables. La American Society for Testing and Materials (ASTM D- 5488-944) define la biodegrabilidad como a la capacidad de un material de descomponerse en CO2, metano, agua y componentes orgánicos, o biomasa, en el cual el mecanismo predominante es la acción enzimática de microorganismos. Actualmente, los polímeros provenientes de recursos naturales se dividen en 3 grandes grupos dependiendo de su origen: 1. Polímeros a partir de biomasa (polisacáridos y proteínas) como el almidón, celulosa, caseína y gluten 2. Polímeros a partir de síntesis química utilizando monómeros obtenidos a partir de recursos naturales como Bio-poliester y el ácido poliláctico (PLA) 3. Polímeros obtenidos a partir de microorganismos como el PHA y PHB (Sprajcar et al., 2012).

Dentro de estos tres grandes grupos hay una gran variedad de bioplásticos ya que de estos se pueden generar productos puros o mezclas. Para fines de esta revisión se eligieron algunos ejemplos de cada grupo con el fin de mostrar un panorama general así como sus aplicaciones y origen o proceso por el cual se obtienen.

Objetivo

Elaborar papel a base de cáscara papa y la utilización del lignina para la elaboración de bioplásticos.

Justificación

La utilización de la cáscara de papa como materia prima para la producción de papel y la reutilización de sus desechos para la obtención de bioplástico podría ser una forma de cuidar el medio ambiente, se ahorría en energía y agua pues para elaborar una tonelada de papel se requiere de 17 árboles, 15 metros cúbicos de agua y 9 600 kw/h, y para elaborar plástico se requiere de la industria petroquímica siendo esta una de las principales causas de contaminación. En cambio con la cáscara de papa se emplearían cantidades contaminantes menores y el ahorro de materia prima sería considerable.  Así se evitaría la deforestación y consumo de agua, así como el desecho de toneladas de plástico al año. Utilizar un bioplástico que se degrade con agua tan pronto tenga contacto con este líquido ofrece en definitiva una gran ventaja respecto a los plásticos actuales que lo único que ofrecen es ser más delgados y resistentes, pero su presencia en el ambiente aún sigue siendo por años.

Hipótesis

A partir de la cáscara de papa se puede generar papel y bioplásticos resistentes y biodegradables amigables con el medio ambiente, además con materia prima de bajos costos.

Método (materiales y procedimiento)

La  elaboración del papel se realiza utilizando almidón como aglutinante. El procedimiento es el siguiente como se muestra en el diagrama de bloques.

Galería Método

Resultados

Papel

El papel obtenido después del secado es de tamaño 11 cm largo x 8 cm  de ancho, con un espesor de 0.05 mm se tiene un color beige con superficie lisa y algunas motas de color más oscuras.

 

Bioplástico

El bioplástico obtenido de la anilina su tamaño es de 25cm de largo x 25cm de ancho, con un espesor de 0.025 mm se tiene un color transparente opaco con pequeñas burbujas de aire.

Galería Resultados

Discusión

Al tener los resultados nos pudimos dar cuenta que el material del papel y del plástico eran los esperados, ya que el papel tiene firmeza y el bioplástico que necesitamos para hacer más pruebas.

Conclusiones

  • Se elaboró papel a partir de la cáscara de papa blanca, mediante la hidrólisis alcalina de las proteínas de la misma.
  • El método empleado, si es adecuado para elaborar papel a base de cáscara de papa.
  • Se obtuvo el bioplástico obtenido de la lignina extraída del proceso de la papa.
  • El método empleado para el bioplástico, es adecuado y eficaz.

Bibliografía

1.- Bertha Rosas. (2016) La deforestación en México [Internet] México social, edición 2012, Semarnat, México. Disponible desde: <http://mexicosocial.org/index.php/2017-05-22-14-12-20/item/965-la-deforestacion-en-mexico> [Acceso 25 Junio 2017]

2.- Dirección General Adjunta de Planeación Estratégica, Análisis Sectorial y Tecnologías de la Información. (2014) Panorama de la Papa

3.- Claudia Polanco Yermanos (2013) Papel hecho con residuos de caña revoluciona la agroindustria en Colombia. Disponible desde:

<http://economia.elpais.com/economia/2013/11/05/agencias/1383664739_965735.html> [Acceso 26 de Junio 2017]

4.- Ludyng Natalia Alvarado Carmona (2011), Uso de las Cáscaras de Papa como Coagulante Natural en el Tratado de Aguas Potables de la Planta “La Diana”, Revista Especializada en Ingeniería de Procesos en Alimentos y Biomateriales, 6, Diciembre, no. de páginas 7.

5.- Sofía Maldonado Utreras; Gino Alejandro (2015), Utilización de la cáscara de papa (Solanum tuberosum) como antioxidante natural en la elaboración de hamburguesas de res pre-fritas y congeladas, Tesis de grado presentada como requisito para la obtención del título de Ingenieros en Alimentación, Universidad San Francisco de Quito, Colegio de Hospitalidad, Arte culinario y Turismo (CHAT)

6.- Verónica Flores. et. al. (2013), Efecto protector de cáscara del extracto hidroalcohólico de la  cáscara de Solanum Tuberosum frente a litiasis renal en ratas Sprague – Dawley, Disponible desde:

<https://www.academia.edu/7878667/EFECTO_PROTECTOR_DE_C%C3%81SCARA_ DE_EL_EXTRACTO_HIDROALCOHOLICO_DE_LA_C%C3%81SCARA_DE_SOLANUM _TUBEROSUM_FRENTE_A_LITIASIS_RENAL_EN_RATAS>  [Acceso 25 Junio 2017]



“Obtención de papel y bioplástico a partir de cáscara de papa”.

Summary

The situation of the environment with the deforestation is today worrying, in addition to being our main source of oxygen, and that one hectare of trees produces oxygen in 1 year for 40 people. Paper mills use 15 trees to produce one ton of paper, they use wood fibers on large scales, causing an impact on the planet.

On the other hand, it is also intended to obtain a biodegradable plaster since, at present, plastics are the main sources of contamination in almost all media: water, earth and air when incinerated.

Plastic made from fossil fuels takes about 1,500 years to be degraded, so in recent years it has sought multiple alternatives to reduce this period, one of them are bioplastics.

With this project it is said to diminish the felling of trees and the pollution of the environment with plastic, besides giving utility to organic residues of the papa, since these are only discarded. A paper based on resistant potato wax and better texture will be made using the traditional methodology to make paper but using the potato peel, in addition to use as main raw material and once to make bioplastic with the hydrolysis of proteins precipitated with sodium hydroxide.

Research Question

Is it possible to make paper and bioplastics from potato peels that are resistant and inexpensive?

Problem approach

There are two major problems, the first; The consumption of recycled paper in Mexico is one of the highest in the world. We have the fourth place in the utilization index of wood fiber. Total fiber consumption in the country was 5 million 224 thousand tons last year, of which, 4 million 418 thousand were recycled. (1)

Of the total consumption of recycled fibers, three million 57 thousand were national and the rest, imported. Dr. José Turrado Saucedo, from the Wood, Pulp and Paper Department of the University of Guadalajara (U de G), forecasts that by 2010, world production of paper will be 400 million tons; by 2020, will require 570 million tons. For the production of virgin fiber forest plantations will be demanded and the installation of plants to obtain pulp with daily requirements of three thousand tons per day.

And the second: 99 percent of all plastics is produced from fossil fuels, which causes excessive pressure on limited non-renewable energy sources. For the year 2000, world production reached 160 million tons and in Mexico for the year 2006, exceeded 4 million tons. It is estimated that each person in Mexico consumes 49 kg of plastics annually. Globally, it is estimated that 25 million tons of plastics accumulate in the environment every year and can remain unchanged for a period of between 100 and 500 years. This is because its degradation is very slow and consists mainly of its fragmentation into smaller particles, which are distributed in the seas (between 3 and 30 kg / km2), rivers, sediments and soils, between others.

In this way the project presented poses a viable and economical alternative to produce paper and bioplastic, which could be used as a possible substitute for the paper that is currently used.

Background

The potato paper project of Guillermo Aguilar of the Polytechnic University of Tecámac in 2014, aimed to produce a paper based on potato peel, coconut fiber, starch and recycled paper in order to have a more resistant and lower cost paper processing. He managed to manufacture this paper but not only used the potato peel but also recycled paper, which has the drawback of using other material or input. The paper obtained if it has more strength and better texture. (2)

The potato peel has had other uses in the area of ​​health like removal of dark circles, treatment of wrinkles, treatment of dark spots, sunburn and darkening of hair among others, but it has not been used to make paper.

Colombian chemist and inventor Jorge Humberto Borrero has revolutionized the paper industry through a novel process that allows the production of high-strength cellulose fiber from sugar cane residues. Borrero, owner of the company Fibras Ecológicas, has obtained for its initiative, called SSOHE, a patent in Colombia, whose purpose is to protect the environment, reduce pollution and stop the indiscriminate cutting of trees. One of the main differences of the development of Borrero with respect to other similar ones that are in the market is that it uses the leaf and not the bagasse (woody residue) of the sugar cane. One of the main differences of the development of Borrero with respect to other similar ones that are in the market is that it uses the leaf and not the bagasse (woody residue) of the sugar cane. (3)

In the article: “Using Potato Peels as a Natural Coagulant in the Plant Water Treatment Treaty” by Alvarado Carmona Ludyng Natalia indicates that the 4 industries do not take advantage of the waste processing of the potato in the best way and, for on the contrary, organic waste is generated and a poor use of biomass, this article presents the result of an experimental type analysis, related to the evaluation of its coagulant power in the treatment of drinking water. Suspended particles give undesirable color and turbidity to surface waters and the use of chemical agents such as aluminum sulphate allows the removal of a significant proportion of the suspended solids, clarifying the water for subsequent purification. This study compared blends of potato peels and aluminum sulphate in order to evaluate the most suitable formulation as a coagulant in the treatment of drinking water, maintaining its characteristics of pH, color and turbidity. The optimum dose of aluminum sulfate (8 mg / L, standard formulation) was determined by means of jar test in the clarification of a sample of water from the Cane River and the red stream (41 UPC color, turbidity of 2 UNT and pH of 7.76) and compared with the other formulations of potato peels and aluminum sulphate. The results indicate that the greatest reduction of color was obtained with treatment 3 (2.5 g of potato peels) and the same for pH (7.46); ie the results of these two parameters are within the values ​​required by the standard. Turbidity removal was the same in all treatments. (4)

Potato peel is a large-volume waste in the food industries. As a form of use, its use as a natural antioxidant in pre-fried and frozen hamburger was investigated as an important source of phenolic compounds. The shell extract had a polyphenol content of 348.77 mg gallic acid / 100 g shell when methanol was used as the solvent. It was performed using a completely randomized design (DCA), with factorial arrangement 52, corresponding to the combination of antioxidant concentration (factor A) and storage time (factor B). Different concentrations of natural antioxidant (0 ppm, 1600 ppm, 2400 ppm, 4800 ppm) and synthetic antioxidant (500 ppm of sodium erythorbate) were added by evaluating the peroxide, percentage of free fatty acids and thiobarbituric acid (TBA) for 4 weeks at 7 day intervals. The burgers without antioxidant and with 1600 ppm of extract reached the highest values ​​of oxidation. The treatment with 4800 ppm had a better inhibitory effect than the synthetic antioxidant used in the meat industry, extending the useful life of the product. (5)

Finally, in the article “Determining the protective effect of the hydroalcoholic extract of the Solanum tuberosum peel (EHCP) on a model of renal calculi induced by ethylene glycol in male Sprague-Dawley rats.” Developed at the Institute of Pathology of Faculty of Medicine of the UNMSM. Thirty-two Sprague-Dawleymachos rats (250g and approximately 2 months old) were used, divided into 4 random groups; (ethylene glycol 2% ad libitum) and 3 experimental groups treated with hydroalcoholic extract of potato peel in concentrations of 50, 150 and 500 mg / kg, respectively. The hydroalcoholic extract of potato peel was administered orogastric; this procedure was followed for 14 days. Consumption of food and water, as well as weight, is controlled periodically. Rats were sacrificed at 14 days. Renal tissue was examined with light microscopy to observe the deposits of calcium oxalacetate crystals. The pathological anatomy of renal samples was studied. Rats receiving ethylene glycol showed oxalate crystals and nephrolithiasis, and by day 14, all animals in the control group contained kidney deposits of calcium oxalate crystals. They show signs of liver damage, fatty degeneration, sinusoidal congestion, lobular center, and cellular necrosis. The second and third groups show vascular congestion and some calcium oxalacetate crystals; however, the last group treated with 500 mg / kg potato peel hydroalcoholic extract did not show any sign of damage, absence of inflammation and histopathological damage. The hydroalcoholic shell extract of Solanum tuberosum is useful to prevent the recurrence of renal lithiasis since it showed its protective effect in the early stages of calculus development. The mechanism underlying this effect is possibly mediated through an antioxidant, nephroprotection and its effect on the urinary concentration of calculating constituents and risk factors. (6)

As can be seen from the previous references, there is no information about paper making with potato peel, which indicates that this project is novel and hence the importance of the development of this research.

The annual worldwide consumption of synthetic plastics from petroleum is more than 200 million tons, with an annual increase of approximately 5% (Siracusa et al., 2008). High resistance to corrosion, water and bacterial decomposition make them difficult to remove residues, becoming an environmental problem.

Biopolymers are all those polymers produced by nature such as starch and cellulose. They can be assimilated by several species (biodegradable) and have no toxic effect on the host (biocompatible) giving them a great advantage over traditional polymers (Luengo et al., 2003). From them are derived the bioplastics that occasionally come from the same raw material but when suffering a different processing different bioplastics originate.

The biodegradability of a material does not depend on the origin of the material but on its chemical structure so that there are non-degradable bioplastics. The American Society for Testing and Materials (ASTM D-5488-944) defines biodegradability as the ability of a material to decompose into CO2, methane, water and organic components, or biomass, in which the predominant mechanism is the enzymatic action of microorganisms. Currently, polymers from natural resources are divided into 3 large groups depending on their origin: 1. Polymers from biomass (polysaccharides and proteins) such as starch, cellulose, casein and gluten 2. Polymers from chemical synthesis using monomers obtained from natural resources such as Bio-polyester and polylactic acid (PLA). 3. Polymers obtained from microorganisms such as PHA and PHB (Sprajcar et al., 2012).

Within these three large groups there is a great variety of bioplastics since pure products or mixtures can be generated from these. For the purpose of this review some examples of each group were chosen in order to show an overview as well as their applications and origin or process by which they are obtained.

Objective

Elaborate paper based on potato peel and the use of lignin for the production of bioplastics.

Justification

The use of potato peel as a raw material for the production of paper and the reuse of its waste to obtain bioplastics could be a way of caring for the environment, saving energy and water to produce a ton of paper requires 17 trees, 15 cubic meters of water and 9,600 kW / h, and for the production of plastic, the petrochemical industry is one of the main causes of pollution. In contrast, potato peel would use less pollutant quantities and the saving of raw material would be considerable. This would avoid deforestation and water consumption, as well as waste tons of plastic a year. Using a bioplastic that degrades with water as soon as it comes in contact with this liquid offers a definite advantage over today’s plastics, which only offer thinner and stronger, but its presence in the environment is still for years.

Hypothesis

From the potato peel it is possible to generate paper and bioplastic resistant and biodegradable, friendly to the environment, in addition to matter of low costs.

Method (materials and procedure)

Results

Paper

The paper obtained after drying is 11 cm long x 8 cm wide, with a thickness of 0.05 mm. It has a beige color with a smooth surface and some specks of a darker color.

 

Bioplastic

The bioplastic obtained from the aniline is 25cm long x 25cm wide, with a thickness of 0.025mm. It has an opaque transparent color with small air bubbles.

Discussion

By having the results we could realize that the material of the paper and of the plastic were the expected ones, since the paper has firmness and the bioplastic that we need to do more tests.

Conclusions

  • Paper was made from the white potato peel, by alkaline hydrolysis of the proteins of the same.
  • The method used, if suitable for making paper based on potato peel.
  • The obtained bioplastic of the lignin extracted from the process of the potato was obtained.
  • The method used for the bioplastic, is suitable and effective.

Bibliography

1.- Bertha Rosas. (2016) La deforestación en México [Internet] México social, edición 2012, Semarnat, México. Disponible desde: <http://mexicosocial.org/index.php/2017-05-22-14-12-20/item/965-la-deforestacion-en-mexico> [Acceso 25 Junio 2017]

2.- Dirección General Adjunta de Planeación Estratégica, Análisis Sectorial y Tecnologías de la Información. (2014) Panorama de la Papa

3.- Claudia Polanco Yermanos (2013) Papel hecho con residuos de caña revoluciona la agroindustria en Colombia. Disponible desde:

<http://economia.elpais.com/economia/2013/11/05/agencias/1383664739_965735.html> [Acceso 26 de Junio 2017]

4.- Ludyng Natalia Alvarado Carmona (2011), Uso de las Cáscaras de Papa como Coagulante Natural en el Tratado de Aguas Potables de la Planta “La Diana”, Revista Especializada en Ingeniería de Procesos en Alimentos y Biomateriales, 6, Diciembre, no. de páginas 7.

5.- Sofía Maldonado Utreras; Gino Alejandro (2015), Utilización de la cáscara de papa (Solanum tuberosum) como antioxidante natural en la elaboración de hamburguesas de res pre-fritas y congeladas, Tesis de grado presentada como requisito para la obtención del título de Ingenieros en Alimentación, Universidad San Francisco de Quito, Colegio de Hospitalidad, Arte culinario y Turismo (CHAT)

6.- Verónica Flores. et. al. (2013), Efecto protector de cáscara del extracto hidroalcohólico de la  cáscara de Solanum Tuberosum frente a litiasis renal en ratas Sprague – Dawley, Disponible desde:

<https://www.academia.edu/7878667/EFECTO_PROTECTOR_DE_C%C3%81SCARA_ DE_EL_EXTRACTO_HIDROALCOHOLICO_DE_LA_C%C3%81SCARA_DE_SOLANUM _TUBEROSUM_FRENTE_A_LITIASIS_RENAL_EN_RATAS>  [Acceso 25 Junio 2017]