El máximo aprovechamiento de todos recursos disponibles, es una de las premisas que debemos tener en cuenta en cualquier empresa o industria, no solamente por las implicaciones económicas que ello conlleva, a nivel ambiental también es de gran importancia el uso adecuado de los recursos y la reducción de desechos o su posible utilización o reciclado.
Las industrias que trabajaban en el procesamiento de algunos productos de origen agrícola como el caso del azúcar, el café y el maíz por lo general producen una gran cantidad de desechos ricos en contenido de polisacáridos como la celulosa, hemicelulosa y el almidón.
El bagazillo de la caña de azúcar, la cascarilla del café y la pelusa que le retira al maíz, terminan en la mayoría de los casos siendo un problema para muchas de estas empresas debido a que no pueden darle un uso especifico.
Definición de polisacáridos
Son compuestos de cadenas estructurales largas los cuales se encuentran constituidos por la unión de monosacáridos o hidratos de carbono más simples.
Los polisacáridos tienen la particularidad de hidrolizarse a azúcares más simples mediante la acción enzimática, o mediante un sustitución nucleófila provocada por la adicción de un ácido capaz de donar el protón necesario para favorecer fragmentación la cadena de la molécula por la acción del agua, a este caso se le denomina hidrólisis ácida.
En la imagen anterior podemos observar que la molécula de la celulosa uno de los principales polisacáridos de origen vegetal, se encuentra constituida por n cantidad de moléculas de glucosa, en el proceso de hidrólisis ácida la adición del ácido acelera la reacción en donde el agua rompe los enlaces que mantienen unidas a las glucosas, al producirse esto se logra la conversión de la celulosa.
Los azúcares resultantes de los procesos de hidrólisis de la celulosa, almidón y otros polisacáridos, por lo general al ser más simples en estructura molecular son susceptibles a la fermentación.
Procedimiento para la hidrólisis ácida
Una vez definidos los fundamentos teóricos, pasare a explicarles la manera en como estos desechos de origen vegetal pueden ser tratados para lograr el aprovechamiento de los polisacáridos presentes en ellos, logrando su conversión a monosacáridos.
La mayoría de estos desechos vegetales tienen asociados a su composición lignina, que es un componente fibroso que puede actuar de interferencia en el proceso de hidrólisis, por ello para la eliminación de esta mayormente se procede a darle un pretratamiento con soluciones alcalinas y sales, luego por decantación se retira el líquido remanente que la
contendrá.
Para el proceso de hidrólisis ácida se recomienda la utilización de ácidos próticos para la catálisis de la reacción, tales como el ácido clorhídrico, ácido nítrico y ácido sulfúrico, los cuales tienen la capacidad al disociarse de ceder un protón.
Posteriormente al pretratamiento se procede a agregar el ácido y cierta cantidad de agua para someter a calentamiento a reflujo constante, las condiciones experimentales se deben ajustar de acuerdo al material a tratar, pudiéndose modificar el tipo de ácido utilizado, la concentraciones de este en la solución, la temperatura de calentamiento y el tiempo al que se someterá a reflujo.
Posibles aplicaciones
Se han realizado numerosos trabajos investigativos, en donde se evalúan los procesos de hidrólisis ácida en distintos materiales de origen vegetal, como: aserrín, cascarillas de naranja, cascarillas de café, bagazillo de caña de azúcar, pulpa de papel e inclusive madera.
Todo esto motivado al gran interés que despierta la posible utilización de estos desechos para la obtención de azúcares reductores los cual pudieran ser fermentados para la producción de etanol.
El etanol producido a través de la fermentación de azúcares de origen vegetal se le denomina bioetanol, y es uno de los biocombustibles más producidos a nivel mundial, el inconveniente que siempre a presentado es que para su obtención por lo general se utilizan fuentes alimenticias. Allí es donde radica la importancia de este tipo de investigaciones, ya que al lograr la aplicación de estos procesos de hidrólisis en los desechos vegetales, no se estaría atentando contra el uso de estos cultivos como alimentos, que ha sido una de las mayores críticas que ha tenido la fabricación de este combustible.
Todavía es necesario profundizar en la investigación de este tema, para lograr desarrollar las tecnologías que permitan la obtención de monosacáridos a gran escala mediante la aplicación de este procedimiento, garantizando condiciones de rentabilidad y rendimiento. Pero sin duda se presenta como una alternativa interesante para el manejo de este tipo de desechos.
Todos los esfuerzos orientados a la optimización de los recursos y que permitan sacar de ellos el mayor provecho, sin duda contribuyen de forma armónica con nuestro ambiente. Por tal motivo vale la pena que se sigan trabajando en ellos.
Saludos!
Referencias:
ESTUDIO DE LA HIDRÓLISIS ÁCIDA DE CÁSCARAS DE NARANJA CITRUS
SINENSIS PARA LA OBTENCIÓN DE ETANOL
M. R. Alvear*, C. R. Castillo, D. L. Henao, W. Marimón, C. N. Tejada, L. P. Tejeda, A.
Villabona.
Universidad de Cartagena, Facultad de Ingeniería.Polisacáridos: https://www.definicionabc.com/ciencia/polisacaridos.php.
Lignina- La química de la madera: https://quimica.laguia2000.com/elementos-quimicos/lignina-la-quimica-de-la-madera.
Hidrólisis ácida: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Hidrólisis_ácida.
Que es el bioetanol?: http://www.biodisol.com/bioetanol-bioalcohol-etanol-anhidro-alcohol-etilico-que-es-el-bioetanol-definicion-de-bioetanol-materias-primas-mas-comunes/
La propuesta de obtención de combustible vegetal está en fase de investigación y su aplicación depende del desarrollo tecnológico que se adapte para producir combustibles sin afectar el suministro de alimentos a la humanidad. Buen aporte a #stem-espanol mi estimado @joseleogon
Tienes razón @iamphysical el éxito de estas propuesta se fundamentara en que puedan combinarse estos factores que mencionas, gracias por leer y comentar.
Saludos!!!
Qué buen artículo amigo -como todos los que nos presentas- de verdad que me parece sumamente interesante el hecho de que los desechos puedan ser reutilizados, y más en este caso para obtener un tipo de combustible de origen vegetal; la ciencia va avanzando a pasos agigantados y eso me anima mucho porque si propuestas como estas se siguen ideando y se cumplen, podremos mejorar y cuidar nuestro planeta, aún estamos a tiempo.
Gracias por compartir con nosotros tan estupenda publicación, un placer leerte, saludos :D.
Saludos amigo. Me parece relevante la investigación porque siempre ha sido controversial el hecho de disponer de cultivos de alimentos para satisfacer los requerimientos de combustibles.
Así es amigo mío! Como bien lo mencionas este tema ha sido muy controversial, y mas en los últimos años.
Saludos!!!
Me encantó este artículo, excelente trabajo amigo, me encanta la idea de aprovechar al máximo los recursos disponibles y utilizar material reciclable, siempre es necesario pensar en el impacto ambiental que tiene nuestros trabajo, saludos @joseleogon
Me alegra que te guste este tema, siempre he sido amante de todas las iniciativas que permitan reducir el impacto contra el medio ambiente, pienso que es nuestra contribución como químicos al planeta.
Un abrazo!
mis sinceros saludos a la comunidad hispana de Steemit.
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Todo lo que aporte en beneficio de nuestro ambiente debe ser tomado siempre en consideración, me emocionan mucho tus palabras y me motivan a seguir esforzándome en estos temas, porque se que habrá gente como tu que tendrá un oído receptivo para ellos. Yo también te seguiré para que estemos en contacto.
Saludos!!!
Excelente artículo es bastante interesante esta investigación y más si se trata de poder reutilizar cualquier material u organismo para el beneficio del ser humano
Gracias por leer y comentar, siempre trato de escribir tomando en cuenta este enfoque ambiental.
Saludos!!!
Las alternativas ecológicas siempre son importantes y más cuando estas no atentan contra los suministros de alimentos de la población, que mejor que utilizar desechos y sacar provecho de estos. Me alegra que este tipo de temas te interesen, por acá estoy a la orden.
Saludos!!!
El ambientalista jose! me gusto tu trabajo en la recuperación de los desechos orgánicos como alternativa industrial para su aprovechamiento! ojala todas las empresas tuvieran esa mentalidad de cuidar el planta primero y no su dinero pero el mundo. pero tus esfuerzos son bien visto y algún día tendremos un mundo mas ecológico.
Muchas gracias colega! En la medida en que nos aboquemos más al plano ambiental que al económico, empezaremos a dar los pasos en la dirección correcta. Saludos hermano!
Como siempre una publicación excelente Jose, es increíble como algo que para las empresas son desechos puede utilizarse para generar algo tan apreciado como el combustible, esperemos que las investigaciones se profundicen y esto mejore en un futuro la calidad de vida que le estamos dando al planeta.
Primero que nada quiero agradecerte por la receptividad hacia mis publicaciones, y bueno lo importante de esto es que la ciencia tiene mucho que aportar para construir caminos sustentables que permitan reducir el impacto que causa el hombre sobre el ambiente, y que mejor manera que a través del reciclado de desechos o su utilización para otras aplicaciones.
Saludos hermano!
la forma de alargar la vida del planeta tierra es reciclando, acá en esta ciudad donde yo vivo Edmonton Alberta Canada, tiene un programa de reciclaje que uno dice wuoooo.
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Ese tipo de programas de reciclado deberían estar presentes en todas las ciudades de mundo.
Excelente post amiga
Muy buen artículo, hace unas semanas atrás hice uno parecido sobre la energía de biomasa donde mencioné a los combustibles a base de maíz.👍
Oye que interesante, es bueno saber que también te agradan estos temas, en EEUU desde hace cierto tiempo ha tenido mucho auge la producción de
etanol partiendo de la fermentación de los azucares presentes en el maíz. Gracias por comentar!
Saludos!!!
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Me alegro..te dediques a publicar alternativas para utilizar desechos o reciclar elementos que ayuden a reducir el impacto ambiental que hay. De igual forma con tu publicación anterior de ciencia sobre la selección de aceites para la fabricación de biodiésel. Gracias por la explicación, Saludos!
Mi estimada @atheneav gracias por estar pendiente siempre de mis publicaciones, me alegra que estas alternativas llamen tu atención, estoy a la orden siempre para cualquier duda. Saludos!
Excelente información compañero, de igual manera uso todos los desperdicios de las verduras como abono para mis plantas. hay que sacarle provecho a todo, gracias por compartir con la comunidad y por supuesto que es de mucha utilidad tu publicación.
Oye y ese es tremendo abono! Debemos sacar el mayor provecho de todo lo que disponemos, de esta manera estaremos poniendo nuestro granito de arena en la interminable lucha por proteger nuestro ambiente. Muchas gracias por tomarte el tiempo de leer.
Saludos!!!
Siendo un SteemStem Estados
Tuve que leer el post dos veces para entender jaja #rubia. Brutal explicación, con excelente argumento. Te felicito.
Jajaja... Gracias por leer! Saludos.
Excelente propuesta experimental @joseleogon
Un aporte relevante para la aplicación tecnológica de los conocimientos científicos. Felicitaciones...y éxitos.