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PJ-59-MA-LE PLATOS BIODEGRADABLES CON BAGAZO DE LA CERVEZA


Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
Área de participación: Medio Ambiente

Equipo: Platos biodegradables

Miembros del equipo:
Edgar Alfredo Palacios Medina
José Luis Sánchez Soto

Asesor: Ana Gabriela Pérez Alvarado

Escuela: Instituto Acatitlan

Resumen

En la actualidad uno de los principales problemas de contaminación es el uso de materiales plásticos, miles de toneladas de este material se encuentran en el suelo, océanos y en el aire. Entre estos materiales se encuentran los platos desechables, que en su mayoría se usan poco tiempo y tardan cientos de años en descomponerse. En los procesos de elaboración de la cerveza se obtienen varios subproductos de los cuales el de mayor volumen es la hez de malta o bagazo de cerveza. El presente trabajo tiene como objetivo sustituir en cierta medida estos plásticos al usar platos biodegradables elaborados con el bagazo de la cerveza. Se realizaron mezclas con diversos materiales (baba de nopal, plátano, yuca y almidón de maíz), se probó el grado de degradación y la dureza de los materiales. Los resultados fueron positivos en todos los casos excepto la mezcla con baba de nopal, resisten una cantidad media de alimento, incluso líquidos durante poco tiempo. Estos platos pueden ser usados en la industria alimentaria y son comportables cuando se termine su tiempo de uso. Es importante crear consciencia sobre el uso de materiales biodegradables para contribuir en el cuidado del medio ambiente. Palabras clave: yuca, plátano, platos biodegradables, almidón.

Pregunta de Investigación

Los platos biodegradables con bagazo de cerveza pueden ser una opcion para sustituir a los desechables de plastico o unicel?

Planteamiento del Problema

En la actualidad uno de los principales problemas de contaminación, es el uso de materiales plásticos; miles de toneladas de este material se encuentran en el suelo, océanos y en el aire. Además de que su producción gasta una gran cantidad de combustibles fósiles y agua. Uno de los productos plásticos más usados son los platos desechables, su uso los ha convertido en uno de los mayores focos de contaminación ambiental, dañado así la flora, la fauna, al ser humano y a todas las especies que habitan el planeta. Por tal motivo es importante buscar alternativas que sustituyan el uso de dichos plásticos.

Antecedentes

El incremento considerable de los plásticos, genera una gran cantidad de basura, esto es consecuencia del rápido crecimiento demográfico, la urbanización, la industrialización y el desarrollo económico de los países. Por lo general los plásticos son materiales sintéticos derivados del petróleo, aunque en la actualidad se han creado algunos de fuentes orgánicas. La basura plástica es una de las mayores amenazas a las que se enfrenta el medio ambiente. (Segura et al. 2007).

 

Al desechar estos plásticos, los convertimos en uno de los mayores focos de contaminación ambiental, su crecimiento ha dañado la flora, la fauna, al ser humano y a todo el mundo.

 

Por tal motivo es importante el uso de productos que puedan sustituir de alguna manera a los plásticos de uso diario.

 

Se han creado plásticos con diversos materiales, tal es el caso de lo mencionado por Villavicencio Franco en el 2018 quien propuso un modelo de negocios para producir y comercializar platos de hoja de plátano, ayudando así a disminuir el plástico y contribuir con el cuidado del medio ambiente.

 

Del mismo modo se han realizado trabajos donde se sustituye el plástico regular con plástico creado con almidón de yuca, se mezcla con glasearon y agua y después de un proceso de extensión se obtienen laminillas de este plástico (Ruiz Avilez, 2005). Otro ejemplo es el de los creadores de la empresa Lifepack en Colombia quienes crearon productos biodegradables que pueden soportar la humedad y el calor, su elaboración se realiza con materiales que no dañan el medio ambiente, después de su uso se pueden agregar a la comporta y además tienen una línea de productos que pueden generar diferentes plantas al sembrarlos (Lifepack, 2019).

 

En el presente trabajo se propone como alternativa al uso de desechables, los cuales tienen un tiempo de uso muy corto; platos elaborados con bagazo de cerveza con diferentes adherentes.

 

La cerveza es una bebida muy antigua, su consumo ya es parte de la sociedad, además de que es una fuente rica en proteínas y otros nutrientes. De la producción de la cerveza se obtiene la malta (cebada germinada). La cebada (Hordeum vulgare) es una planta gramínea anual, originaria de Asia occidental. Hay dos variedades de cebada, la que se utiliza en la elaboración de cerveza es la que presenta dos hileras de semillas, H2 (Hordeum distichum) ya que produce mas azucares fermentables. (Suárez Días M., 2013)

 

En los procesos de elaboración de la cerveza se obtienen varios subproductos como la levadura, el lúpulo y en mayor volumen la hez de malta o bagazo de cerveza. Este último posee gran cantidad de líquido, debido al procesado de los materiales originales y un contenido de materia seca del 20 al 25%. Por cada 10 litros de cerveza elaborada se obtiene aproximadamente 2kg de hez de malta (Sánchez et al. 2008).

 

Comúnmente este bagazo se utiliza como forraje para animales, como abono orgánico, o para la elaboración de composta, mezclándolo con cascara de frutas, salvado y otros materiales orgánicos (Cervecera de Canarias, 2018). También puede ser usado para el consumo humano, la producción de biogás y obtención de vió productos a través de su fermentación (Ramayo Cruz P., 2018).

Objetivo

OBJETIVO GENERAL

Elaborar platos biodegradables a base de bagazo de cerveza (malta).

 

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Realizar mezclas de bagazo de cerveza con baba de nopal, yuca, almidón de yuca, cascara de plátano y almidón de maíz.

Elaborar platos con bagazo seco y húmedo.

Medir el tiempo de degradación de los platos.

Justificación

Los plásticos de un solo uso son uno de los deshechos mas comunes en la actualidad, el exceso de su consumo ha causado grandes problemas ambientales. Por lo que buscar alternativas ecológicas, sustentables y biodegradables para sustituirlos es parte de la solución de dicho problema.

Hipótesis

El consumo excesivo de desechables plásticos es uno de los principales problemas de contaminación ambiental, la elaboración de platos biodegradables elaborados con bagazo de cerveza es una alternativa viable para disminuir dicho problema.

Método (materiales y procedimiento)

El bagazo de cebada (malta) es un subproducto de la elaboración de cerveza, para este trabajo se obtuvo como donación la cervecería Prometeo (cerveza artesanal). Sin embargo, la elaboración de todas las cervezas genera el mismo subproducto.

En un inicio, el bagazo se secó al aire libre y con ayuda de un horno, 180°C durante 20 minutos. Posteriormente se trituró hasta obtener un polvo.

Se realizaron diversas mezclas de adherentes con bagazo para la elaboración de los platos:

  1. Se cortó, molió y calentó la yuca hasta obtener una pasta, que se mezcló con el bagazo molido. Se procesó aproximadamente medio kilogramo de yuca. Serealizó el mismo tratamiento a la yuca, esta vez se mezcló con el bagazo sin triturar y aun húmedo, complementando con bagazo molido, en este caso se utilizó medio kg de yuca.
  2. En el caso del almidón de yuca, se agregaron tres cucharadas en agua hirviendo para formar una pasta y mezclarla con el bagazo molido.
  3. Se mezcló mucilago de nopal (4 nopales) con bagazo, se le añadió la cantidad necesaria para generar la consistencia óptima para la elaboración de los platos.
  4. En el caso del plátano (maduro), se procedió a triturarlo y añadir el bagazo; se siguió el mismo procedimiento con la cascara de plátano. Para esta mezcla se utilizaron tres plátanos.
  5. Se calentaron 6 cucharadas de almidón de maíz mezclado con agua hasta obtener una masa espesa y se mezcló con el bagazo molido.

En cada uno de los procedimientos se mezcló, aplastó y moldeo con la forma de platos. Finalmente se colocaron en una charola y se hornearon a 180°C durante 30 min para darles firmeza.

Para evitar el desprendimiento del polvo de bagazo, los platos se barnizaron con clara de huevo.

Un plato de cada procedimiento se mezcló con tierra para medir el tiempo de degradación.

Galería Método

Resultados

Se procesaron aproximadamente 3 kg de bagazo húmedo. Después del secado y triturado del bagazo, se obtuvo polvo para la elaboración de los platos.

De cada mezcla se obtuvieron entre 5 y 8 platos, los resultados para cada una fueron diferentes:

  1. De la mezcla con la yuca y bagazo molido se obtuvieron platos con aspecto agradable y firmeza adecuada. Los platos resultantes del bagazo sin moler y la yuca fueron muy parecidos a los anteriores.
  2. Los platos de almidón de yuca presentaron apariencia, firmeza, textura y color agradable.
  3. La mezcla con plátano y mucilago de nopal no tuvo resultados favorables ya que no tomo la consistencia adecuada para poder elaborar los platos.
  4. Los platos que se elaboraron con cascara de plátano y bagazo molido tuvieron una apariencia agradable, sin embargo prevaleció el olor a plátano y en algunos después de un tiempo aparecieron hongos.
  5. Al realizar la mezcla con almidón de maíz se obtuvo una masa con mejor consistencia, la apariencia y textura fueron los mas presentables.

Después del horneado todos los platos aumentaron su dureza y resistencia. Así mismo posterior al barnizado con clara de huevo también mejoró su apariencia y disminuyó el desprendimiento de bagazo molido.

Cada procedimiento se sometió a un proceso de degradación, se midió el porcentaje de degradación a los 10, 20, 30 y 40 días (Tabla 1).

10 días 20 días 30 días 40 días
Bagazo-yuca 20 50 85 95
Bagazo sin moler-yuca 10 40 70 90
Bagazo-plátano 20 50 85 95
Bagazo-almidón 20 50 85 95

Galería Resultados

Discusión

Es de suma importante llevar a cabo acciones para preservar el medio ambiente y sus recursos naturales, no solo porque mejora las condiciones actuales del entorno, sino porque permite asegurar mejores condiciones de vida para las siguientes generaciones. Una de las posibles soluciones es la sustitución de los plásticos por productos biodegradables.

Cotrina et al. en 2016 elaboraron diferentes tipos de recipientes usando cascarilla de arroz y arroz molido, los recipientes tenían una forma agradable y dureza necesaria, sin embrago no eran impermeables por lo que no podían ser utilizados para todo tipo de actividades. Del mismo modo los platos elaborados con bagazo de cerveza tienen un procedimiento de elaboración similar, con la diferencia de que los recipientes se barnizaron con clara de huevo para darle un mejor acabado y que sean útiles para alimentos ligeramente húmedos.

En la actualidad la elaboración de productos biodegradables cada vez es más común, un ejemplo son los productos elaborados por Díaz Carden quien mezcló almidón de papa, rastrojo de maíz y glicerol para generar bandejas con la técnica de termoprensado. Biogusto, una empresa chilena, se dedica a fabricar y vender envases 100% reciclables, biodegradables y compostables (Cotrina et al. en 2016).

En el caso de los subproductos de la elaboración de cerveza, se ha buscado diversas alternativas, una de ellas es para el consumo humano, debido a la alta cantidad de vitaminas y mineras que contiene, y en la industria cosmética debido al aporte de aceites vegetales (Ramayo Cruz P., 2018).

Conclusiones

La mezcla del bagazo con almidón de maíz y almidón de yuca fueron las más exitosas ya que se obtuvieron platos de buen aspecto y suficiente dureza. Los platos elaborados con plátano y cáscara de plátano también tuvieron buen aspecto y dureza, sin embargo no son los más viables ya que prevaleció el olor y se puede llegar a observar la presencia de hongos.

Todos los platos presentaron un alto porcentaje de degradación, ya que a los 40 días se encontraban entre el 90-95% de degradación.

Se debe tomar en cuenta que los platos elaborados en este proyecto pretenden sustituir a los platos desechables, no a los de uso casero. Son una alternativa para evitar la contaminación por basura, además de que al ser compostables no generan ningún residuo.

Bibliografía

Cotrina S., P.Chávez, R. García, A. Morán, J. Salgado y L. Seminario, 2016. Diseño y prueba piloto de un modelo de capacitación en el aprovechamiento de la cascarilla de arroz a través de la elaboración de envases biodegradables en San Lorenzo. Tesis. Universidad de Piura, Peru.

Díaz Cardenas X. 2017. Caracterización y optimización de una bandeja biodegradable a partir maíz, papa, soya y glicerol por el método de termoprensado. Tesis. Zamorano, Honduras.

 

Lifepack, 2019. https://lifpak.com.co

Ruiz Avilez, 2005. Polimeros biodegradables a partir de almidón de yuca. Universidad EAFIT.

Ramayo Cruz P., 2018. Aprovechamiento de su productos derivados de la elaboración de la cerveza artesanal. Universidad de Extremadura, Badajoz.

Segura, D., Noguez, R., & Espín, G. (2007). Contaminación ambiental y bacterias productoras de plásticos biodegradables. Biotecnología.

Suárez Díaz, M. 2013 Cerveza: componentes y propiedades. Universidad de Oviedo, España.

Villavicencio Franco, C. 2018. Diseño de modelo de negocios para producir y comercializar platos biodegradables de hoja de plátano. Universidad de Guayaqil.

 

 

 

 

 

 

 



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Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography