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PJ-60-MA-LE BIO-PLAST


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

Miembros del equipo:
German German Meza

Asesor: Daniel Josué Ruiz Hernández

Escuela: Colegio Baden Powell

Resumen

El proyecto tiene como objetivo fundamental obtener un bioplástico a base del almidón extraído de la cáscara de plátano, la cual es considerada como un residuo orgánico, para utilizarlo como la materia prima principal en su producción.

La extracción del almidón, se hace rayando el endocarpio; una vez obtenidas las tiras de almidón se procede a su inmersión en una solución antioxidante (jugo cítrico) y se pone a secar al aire libre hasta que estén bien deshidratadas, para posteriormente molerlas hasta conseguir un polvo fino y homogéneo, el cual debe ser tamizado para asegurarnos que tenga el mismo tamaño todos los gránulos.

Posteriormente, se procederá a elaborar el bioplástico utilizando algunos ingredientes que son fáciles de conseguir, haciendo una mezcla con el almidón, vinagre, agua y glicerina, el cual se revolverá, para después llevarlo a cocción lenta hasta que espese. La pasta que se obtenga se colocará y extenderá sobre una superficie seca y lisa, para proceder a su secado. Todo esto enfocado principalmente a tener un plástico biodegradable con un gran impacto ecológico y costos de producción muy bajos, lo cual ayudará a combatir el daño al medio ambiente y al ser humano, ya que podrá utilizarse en la industria de la medicina (prótesis, hilos de sutura), alimentación (envases desechables, empaques y bolsas), juguetes e incluso en el mundo de la moda. Todo esto ayudando a nuestro planeta pues son materiales 100% degradables y los cuales no sobrepasan el año de vida en desintegrarse y convertirse en abono para la tierra.

Pregunta de Investigación

¿Se podrá fabricar plástico biodegradable a partir del almidón de la cáscara del plátano? ¿Este podrá ser resistente para los fines que se utilicen?

Planteamiento del Problema

¿En base en almidón de la cáscara de plátano, se podrá crear un Bio-Plástico, que contribuya al cuidado del medio ambiente?

Antecedentes

Un tema de vital importancia a nivel mundial es salvar a nuestro planeta del calentamiento global originado por el exceso de contaminación al aire, agua y tierra, por lo que  debemos tomar conciencia sobre el cuidado de nuestro planeta y dejar de contaminar.

Si consideramos la gran cantidad de basura que generamos diariamente por envases de plástico, papel, desechos industriales y orgánicos nos daríamos cuenta del daño que estamos causando al medio ambiente, y aunque se han implementado medidas para separar estos desechos, eso no cambia el impacto de contaminación que hacemos al planeta todos los días.

Cada año una familia mexicana  consume más de 650 bolsas de plástico y luego las tira, si consideramos que todo lo que compramos en el supermercado, pan, papelerías, tiendas, cualquier objeto viene en bolsa de plástico, veremos el impacto que hacemos al medio ambiente. Esto sin contar las botellas de plástico de bebidas, alimentos, productos de limpieza, etc.

Algunos países como Francia no utilizan bolsas de plástico en sus supermercados, sino bolsas de papel biodegradables. En otros países cobran las bolsas, para que el cliente desista de usarlas. En España han planeado dejar de usarlas en 2018. En Marruecos prohibieron las bolsas de plástico a partir del 1 de julio del 2017.

 

Las miles de toneladas diarias de desperdicio de bolsas de plástico no se pueden degradar y contaminan la tierra y el mar. La idea básica es aumentar la prohibición del uso de bolsas de plástico y prohibir la distribución gratuita de bolsas de plástico desechables.

 

En 60 años hemos llenamos el mundo de plástico. La tierra y el mar se están cubriendo de plástico. Pescados y mariscos se contaminan con el plástico y así los consumimos. Los grandes mamíferos marinos mueren en las playas ahogados con bolsas de plástico en la garganta, creyendo que son comida, lo que altera en forma alarmante el ecosistema marino.

 

De un tóxico, petróleo, obtenemos otro tóxico: bolsas y botellas de plástico. A nivel mundial se desperdician 200,000 bolsas de plástico cada segundo.

Las bolsas de plástico son perjudiciales para los humanos, animales, plantas y medio ambiente. Su degradación se completa en 700 años.

 

Esto significa que todo el plástico que hemos consumido en 60 años, no se ha degradado todavía. Según el astrofísico Stephen Hawking, la vida del planeta Tierra no pasará de mil años.

 

En el pasado mes de Junio algunos legisladores de nuestro país presentaron propuestas para impulsar la  utilización de bolsas de plástico y marcar las bases para el uso de materiales biodegradables, lo cual sería un gran avance no solo para México sino para el resto del Mundo.

Objetivo

Elaborar y comprobar que a partir del almidón de la cáscara de plátano se puede fabricar un Bio-plástico que procure  reducir la contaminación de plásticos en ambientes naturales y acuáticos.

Justificación

Las principales razones para utilizar nuestro producto son diversas, por ejemplo:

  • No deteriora el ambiente.
  • Esta elaborado con productos naturales.
  • No genera metano.
  • Es más económico.
  • No sería tan necesario llegar a imponer su consumo.

Hipótesis

Al usar almidón de cáscara de plátano, se reducirá en un 3% la contaminación terrestre y acuática provocada por plásticos.

Método (materiales y procedimiento)

Metodología

 Materiales:

Para la fabricación del bioplástico se utilizará materias primas que tenemos en nuestras casas como son:

Para elaborar 150 gms de pasta se necesita:

  • 1 kilo de plátano, para obtener 100 gms de polvo de almidón $7.00 (12%)
  • 600 ml de agua$0.10. (72.9%)
  • 50 ml de vinagre $0.66 (6.0%)
  • 50 ml de glicerina $12.37 (6.0%)
  • 3 naranjas agrias $9.00. (3.0%)

El costo total es de $29.13 pesos, sin contar algunos materiales como son:

  • Parrilla
  • Olla
  • Termómetro
  • Charola
  • Taza medidora
  • Cuchara medidora
  • Bata de laboratorio
  • Báscula
  • Papel encerado
  • Molino manual o licuadora
  • Herramientas de corte

 Procedimiento:

A continuación se describen los procedimientos utilizados en la elaboración de muestras de bioplásticos.

Preparar solución antioxidante. Tiene como función evitar la oxidación enzimática del almidón. Esta solución se hace con el jugo de la naranja agria;  ya que la Vitamina C (presente en todos los cítricos) ayuda a prevenir dicha oxidación.

Lavar los plátanos. Esto se realizó con agua, con la intención de eliminar cualquier tipo de suciedad que pudiera tener la cáscara.

Corte de la cáscara de plátano. Con ayuda de un cuchillo se realizan cortes a lo largo de la fruta, para desprender la cáscara del plátano.

Rayar el endocarpio y deshidratar las tiras obtenidas. Con un cuchillo se raspan las paredes de las cáscaras (el endocarpio) para extraer lo que queda del plátano, que es de donde se obtendrá el almidón. A medida que se obtienen las tiras de almidón de las cáscaras, se van colocando en las parrillas, para ser deshidratadas. (Ver anexo 5)

Triturar, moler y tamizar. Una vez deshidratadas, las tiras se trituran y muelen, para obtener una especie de polvo, el cual se tamiza para obtener gránulos homogéneos. (Ver Anexo 6)

Para verificar que se tiene alta concentración de almidón se procederá a colocar gotas de yodo sobre muestras del producto tamizado. La aparición de algún tipo de coloración oscura, como resultado de este procedimiento, confirmará la presencia de almidón.

Procedimiento para elaborar el bioplástico

Las cantidades a utilizar de materiales serán:

  • Por cada cucharada de almidón (10 gms) se agregan 4 cucharadas de agua (60 ml). (Ver anexo 7)
  • Una cucharadita de vinagre (5 ml) y una cucharadita de glicerina (5ml).

 

  • La mezcla obtenida se debe revolver hasta su completa homogeneización y después se llevará a cocción lenta hasta que espese.
  • La pasta que se obtenga se colocará y hederá sobre una superficie seca y lisa para proceder con el secado.

El plástico estará listo.

Galería Método


Resultados

Los resultados del experimento han sido efectivos contando que el producto una vez que se realizó el procedimiento se obtuvo un plástico de color café obscuro que si se realizan diferentes pruebas podrá obtenerse la mezcla completa del plástico, además se diría que es flexible y además este se degrada a mayor velocidad al exponerlo al agua.

Ya que la dosificación en la obtención del producto final es muy importante que sea con cantidades exactas de los ingredientes ya que podría alterar la formula necesaria para lograr el equilibrio perfecto de los componentes y que el producto sea resistente como plástico.

La muestra lograda si es viable y podrá ser replicada en volúmenes mayores para ser utilizada como un producto biodegradable.

Sabemos que el utilizar materiales biodegradables ayudamos a mejorar la calidad de vida futura en nuestro uso de productos de este tipo y que puedan sustituir el plástico original que comparado con los que ya se venden en supermercados no son elaborados con materiales naturales.

Para nuestro experimento se utilizó material sencillo que puede ser fácil de procesar y que no es contaminante.

Galería Resultados


Discusión

La tendencia mundial para la conservación de los recursos naturales y de los ecosistemas, dependerán de lograr un desarrollo sustentable, por lo que debemos orientarnos a buscar el uso de materiales orgánicos que utilicemos  como materias primas  para producir bio-plástico. Si consideramos que la lámina que obtuvimos es más flexible y menos resistente que el plástico, podremos utilizarlo para objetos de plástico flexible como son: empaques, pegatinas y vitrales decorativos, llaveros, topes para puertas de muebles, carcasas para computadoras y celulares, tapetes para mouse, etc.

 

Debemos investigar como incorporar este producto a la industria de polímeros y sustancias sintéticas como materia prima, que permita elaborar diversos productos.

 

Este bio-plástico no debe ser usado en contacto con el agua, pues comenzaría a degradarse inmediatamente, pero con la ventaja de que al ser generado a partir de material orgánico posee un tiempo de degradación mucho menor que el plástico convencional, lo que lo convierte en un producto ecológico.

Conclusiones

El producto final de nuestro proyecto fue la  obtención de un bio-plástico con las características y propiedades adecuadas. La elaboración y secado del bio-plástico se llegó a realizar sin ningún problema. Lo más complejo fue el extraer el almidón de la cáscara de plátano, ya que tuvimos que hacer varias pruebas. Consideramos que la utilidad y objetivo se cumplieron ya que obtuvimos un plástico biodegradable que se descompondrá fácilmente en no más de 5 meses aproximadamente , este proyecto será de gran ayuda para mejorar la calidad de aire en nuestro país, ya que México ocupa el 14° lugar a nivel mundial de países con más contaminación.

Bibliografía

Bibliografía.

 

  • Saúl Limón, 2017, Ciencias 1 Biología, Ed: Castillo, México. Df-.

(Libro consultado el 16-11-2017)

  • Amos Turk, 2006, Ecología-Contaminación-Medio Ambiente, Ed: Xochimilco, México. Df-.

(Libro consultado el 16-11-2017)

  • Eduardo Morales, 2003, Ecología, Ed: Santillana, SA DE CV-.

(Libro consultado el 16-11-2017)

  • Daffny Rosado, 1993, Biología 3, Ed: México, Trillas-.

(Libro consultado el 24-11-2017)

 

  • Marco Antonio Young, 2004, Ecología y Medio Ambiente,

Ed: Compañía editorial Nueva Imagen-.

(Libro consultado el 24-11-2017)

  • Susana Martínez, 2009, El libro de las 3R, Ed: Nuevos Emprendimientos Editoriales SL-.

(Libro consultado el 25-11-2017)

  • Silvia E. Purata, 1999, Ecología, Ed: Editorial Santillana-.

(Libro consultado el 25-11-2017)

  • Salgado Ramírez Hernández, 1993, L Biología y tú, Ed: Libros Mig, SA de CV-.

(Libro consultado el 25-11-2017)

  • Roberto Leo Smith, 2006, Ecología, Ed: Pearson Educación, SA, Madrid-.

(Libro consultado el 25-11-2017)

  • Federico Arana, 1993, Fundamentos de Biología, Ed: Litografía Ingramex-.

(Libro consultado el 30-11-2017)

 

Fuentes de consulta.

 

(Página consultada el 16-11-2017)

(Página consultada el 24-11-2017)

(Página consultada el 30-11-2017)

  • https://www.elpais.com /elpaís/portada_america.html

(Página consultada el 7-11-2017)



PJ-60-MA-LE BIO-PLAST

Summary

The main objective of the project is to obtain a bioplastic based on the starch extracted from the banana peel, which is considered as an organic waste, to be used as the main raw material in its production.

The extraction of the starch is done by scratching the endocarp; Once the starch strips are obtained, they are immersed in an antioxidant solution (citrus juice) and dried in the open air until they are well dehydrated, to grind them until a fine and homogeneous powder is obtained, which must be sifted to make sure the granules are the same size.

Afterwards, the bioplastic will be elaborated using some ingredients that are easy to obtain, making a mixture with the starch, vinegar, water and glycerin, which will be stirred, and then cooked slowly until it thickens. The paste that is obtained will be placed and spread on a dry and smooth surface, to proceed with its drying. All this focused mainly on having a biodegradable plastic with a great ecological impact and very low production costs, which will help to combat the damage to the environment and human beings, since it can be used in the medical industry (prosthesis, threads suture), food (disposable packaging, packaging and bags), toys and even in fashion. All this helping our planet because they are 100% degradable materials and which do not exceed the year of life in disintegrating and becoming fertilizer for the earth.

Research Question

Can you make biodegradable plastic from the starch in the banana peel? Can this be resistant for the purposes plastic is used regularly?

Problem approach

We can create a bio-plastic based on banana peel starch, with contributes to the care of the environment.

Background

Objective

Elaborate and verify that from the starch of the banana peel can be made a bio-plastic that contributes to the care of the environment.

Justification

The main reasons to use our product are diverse, for example:

  • It does     not     deteriorate     the environment.
  • It is made with natural products.
  • It does not generate methane.
  • It is more economical.
  • It would not be so necessary to impose their consumption.

Hypothesis

By using banana peel starch, the pollution caused by plastics will be reduced by 3%.

Method (materials and procedure)

1.  Methodology

 

materials

For the manufacture of bioplastic raw materials we have in our homes will be used, such as:

To make 150 gms of pasta you need:

  • 4 kilos of banana, to obtain 100 gms of starch powder $ 28.00 (12%)
  • 600 ml of water $ 0.10. (72.9%)
  • 50 ml of vinegar $ 0.66 (6.0%)
  • 50 ml of glycerin $ 12.37 (6.0%)
  • 3 sour oranges $ 9.00. (3.0%)

The total cost is $ 50.13 pesos, not counting some materials such as:

  • grill
  • pot
  • thermometer
  • tray
  • measuring cup
  • measuring spoon
  • lab coat
  • scale
  • waxed paper
  • manual mill or blender
  • cutting tools
  • iodine
  • sieve or strainer

 

 

 

 

procedure:

 

The procedures used in the preparation of bioplastic samples are described below.

 

Prepare antioxidant solution. Its function is to avoid the enzymatic oxidation of starch. This solution is made with the juice of the sourorange;

 

 

 

since Vitamin C (present in all citrus fruits) helps prevent this oxidation.

 

Wash the bananas. This was done with water, with the intention of eliminating any type of dirt that the skin could have.

 

Cutting the banana peel. With the help of a knife cuts are made along the fruit, to detach the banana peel.

 

Scratch the endocarp and dehydrate the strips obtained. With a knife the walls of the shells (the endocarp) are scraped to extract what is left of the banana, which is where the starch will be obtained. As the starch strips are obtained from the shells, they are placed on the grills, to be dehydrated.

 

Crush, grind and sift. Once dehydrated, the strips are crushed and ground to obtain a kind of powder, which is sifted to obtain homogeneous granules.

 

To verify that there is a high concentration of starch, iodine drops will be placed on samples of the sifted product. The appearance of sometype

 

of dark coloration, as a result of this procedure, will confirm the presence of starch.

 

Procedure to make the bioplastic

 

The amounts to use of materials will be:

 

For each tablespoon of starch (10 gms) add 4 tablespoons of water (60 ml).

 

A teaspoon of vinegar (5 ml) and a teaspoon of glycerin (5 ml).

 

The mixture obtained must be stirred until it is completely homogenized and then cooked slowly until it thickens. (See Annex 9)

 

The obtained paste will be placed and spread on a dry and smooth surface to proceed with drying. (See Annex 10)

 

The plastic will be ready. (See Annex 11)

Method Gallery

Results

The results of the experiment have been effective considering that the product once the procedure was done, a dark brown plastic was obtained that if different tests are carried out, the complete mixture of the plastic can be obtained, in addition it would be flexible it. degrades at a higher speed when exposed to water.

 

Since the dosage in the obtaining of the final product is very important that it is with exact quantities of the ingredients since it could alter the necessary formula to achieve the perfect balance of the components and that the product is resistant like plastic.

 

The sample achieved if viable and may be replicated in larger volumes to be used as a biodegradable product.

 

We know that using biodegradable materials helps to improve the quality of future life in our use of products of this type and that they can replace the original plastic that compared to those already sold in supermarkets are not made with natural materials.

 

For our experiment we used simple material that can be easy to process and that is not contaminating.

 

Results Gallery

Discussion

Conclusions

The final product of our project was obtaining a bioplastic with the appropriate characteristics and properties. The elaboration and drying of the bioplastic was carried out without any problem. The experiment has worked since a biodegradable plastic was made that will decompose easily during approximately 5 months, this project will be of great help to improve the air quality in our country since Mexico ranks 14th in the world countries with more pollution.

Bibliography

Bibliography

  • Saúl Limón,    2017,    Ciencias   1 Biología, Ed: Castillo, México. Df-.
  • Amos          Turk,          2006, Ecología-Contaminación-Medio Ambiente, Ed: Xochimilco, México. Df-.
  • Eduardo Morales, 2003, Ecología, Ed: Santillana, SA DE CV-.
  • Daffny Rosado, 1993, Biología 3, Ed: México, Trillas-.
  • Marco Antonio      Young,     2004, Ecología y Medio Ambiente,

Ed:     Compañía    editorial    Nueva Imagen-.

  • Susana Martínez, 2009, El libro de las 3R, Ed: Nuevos Emprendimientos Editoriales SL-.
  • Silvia E. Purata, 1999, Ecología, Ed: Editorial Santillana-.
  • Salgado Ramírez Hernández, 1993, L Biología y tú, Ed: Libros Mig, SA de CV-.
  • Roberto Leo Smith, 2006, Ecología, Ed:Pearson Educación, SA Madrid.
  • Federico Arana,             1993, Fundamentos de Biología, Ed: Litografía Ingramex-.

 

 

Sources of consultation

/09/contaminacion-plastico-fronteras/

/portal2015/index.php/noticias-nacionales-e-internacionales/25464-ninos-y-

 

 

 

jovenes-mexicanos-buscan-cambiar-al-mundo-con-estos-proyectos

-y-propoleos/

/wiki/Plátano_(fruto)

/elpais/portada_america.html