Desarrollo y aplicación de metodologías verdes para pretratamiento de biomasa lignocelulósica de cáscara de cacao /
María Guadalupe Villafuerte Salazar
- 1 recurso en línea (xiii, 87 páginas) : ilustraciones, tablas, gráficas, fotografías
Tesis
Incluye bibliografía
En este trabajo se utilizaron cáscaras de la mazorca de cacao (CMC); las cuales son el principal subproducto poco aprovechado en la industria del chocolate. Primeramente, este residuo de biomasa lignocelulósica (BLC) se caracterizó mediante la determinación de su composición química (extraíbles, lignina, celulosa, hemicelulosa y cenizas). Adicionalmente, se estudió la aplicación de pretratamientos que involucran calentamientos asistidos por microondas sobre una mezcla de material lignocelulósico con líquidos iónicos. Posteriormente, se evaluó la obtención y liberación de los principales biopolímeros (celulosa, hemicelulosa y lignina) del material lignocelulósico de CMC. Se realizó un ANOVA empleando un diseño factorial 3k considerando factores como la temperatura (100,150,180 y 200°C), los tiempos de reacción (5,10 y 15 min) y el tamaño de partícula empleados (355, 250 y 180 μm), las variables respuesta seleccionadas fueron el porcentaje de recuperación de sólidos en cada tratamiento. Además, se evaluó de manera cualitativa los cambios estructurales mediante espectroscopia infrarroja (IR) y mediante Microscopía electrónica de barrido (SEM) entre las distintas muestras pretratadas. El análisis de varianza mostró diferencias significativas entre pretratamientos aplicados, presentando un mayor porcentaje de recuperación de sólidos en el pretratamiento con mayor tamaño de partícula (355 μm), menores temperaturas (100°C, 150°C) y menores tiempos de reacción (5 y 10 min). El análisis por IR reveló en la región 3400 cm-1 una contracción en la intensidad de las señales, en el pretratamiento térmico con BMIM, lo que indica una interacción de este líquido iónico con los enlaces O-H de los biopolímeros componentes del BLC. Las micrografías del material lignocelulósico (CMC), muestran cambios en la morfología de la superficie antes y después de los pretratamientos con ambos líquidos iónicos, prevaleciendo la irregularidad y la porosidad como observaciones principales; lo que indica destrucción parcial del material lignocelulósico. -- In this work, cocoa pod husks (CPH) were used, which are the main underutilized byproduct in the chocolate industry. Firstly, this lignocellulosic biomass residue (LCB) was characterized by determining its chemical composition (extractives, lignin, cellulose, hemicellulose, and ash). Additionally, the application of pretreatments involving microwave-assisted heating on a mixture of lignocellulosic material with ionic liquids was studied. These pretreatments aim to break down the complex composition of LCB in order to enhance the efficient and environmentally friendly production of value-added products. Subsequently, the extraction and release of the main biopolymers (cellulose, hemicellulose, and lignin) from the lignocellulosic material of CPH were evaluated. An analysis of variance was performed using a 3k factorial design, considering factors such as temperature (100, 150, 180, and 200°C), reaction times (5, 10, and 15 min), and particle sizes (355, 250, and 180 μm). The selected response variables were the percentage of solid recovery in each treatment. Additionally, qualitative changes in structure were evaluated using infrared spectroscopy (IR) and scanning electron microscopy (SEM) among the different pretreated samples. The analysis of variance showed significant differences between the applied pretreatments, with a higher percentage of solid recovery in the pretreatment with larger particle size (355 μm), lower temperatures (100°C, 150°C), and shorter reaction times (5 and 10 min). The IR analysis revealed a decrease in signal intensity in the 3400 cm-1 regions in the thermal pretreatment with BMIM, indicating an interaction of this ionic liquid with the O-H bonds of the biopolymers composing the LCB. Micrographs of the lignocellulosic material (CMC) showed changes in surface morphology before and after pretreatments with both ionic liquids, with irregularity and porosity prevailing as the main observations, indicating partial destruction of the lignocellulosic material.
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