UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA INGENIERÍA QUÍMICA LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA Chicaiza Rodríguez Mishel Estefany
[email protected] [email protected] 4to Semestre “A” 31 DE JULIO DEL 2017 1. TEMA: EXTRACCIÓN DE CELULOSA DE LA CÁSCARA DE LIMON PARA FABRICACIÓN DE PAPEL 2. RESUMEN
El papel es una delgada hoja que está elaborada mediante la materia prima esencial que es la celulosa, está proviene pprincipalmente rincipalmente de ffibras ibras vegetales vegetales,, la unión de es estas tas fibras form formaa en conjunto lo que se conoce como cuerpo de los vegetales, estas fibras están aglutinadas mediantes enlaces por puente de hidrógeno.
En es este te caso se utilizó la cáscara de lim limón ón que ayuda a la
construcción de dicho material, se sometió a varios procesos tales como la digestión básica co conn hidróxido de sodio al 4%, esto se realiza para romper la lignina de dicha cáscara. Se pone a calentar la muestra de la cáscara de limón con la disolución de hidróxido de sodio, tomar en cuenta que se trabaja bajo la campana de extracción de los gases para evitar algún tipo de desprendimiento de gas. Se procede a lavar co conn agua y se fil filtra tra la m muestra, uestra,
Después de obtener la pasta, esta no es
totalmente blanca, para el blanqueamiento, blanqueamiento, se utilizó clo cloro ro al 2%, proceder a lav lavar ar después de aplicar el blanqueador, esta repetición de lavado se la hace varias veces para un mejor resultado. Se procede a cernir, moldear y por último se seca en una estufa. Se procede de igual manera manera a calcular el porcentaje de humedad y rendimiento rendimiento experimental de todo este proceso. 3. OBJETIVO GENERAL
elulosa en la cáscara de limón para Obtener papel mediante la extracción de ccelulosa
obtener su rendimiento. 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Definir correctamente la técnica de extracción de celulosa para una buena
realización teórica y experimental.
Analizar las las propiedades físicas y químicas de la muestra para obtener un mejor
rendimiento experimental. Calcular el porcentaje de humedad y rendimiento final para conocer la máxima eficacia.
5. MARCO TEÓRICO
El papel es una delgada hoja elaborada mediante pasta de fibras vegetales que son molidas, blanqueadas, secadas y endurecidas posteriormente. A la pulpa de celulosa, normalmente, se le añaden sustancias como el polipropileno o el polietileno con el fin de proporcionar diversas características. Las fibras están aglutinadas mediante enlaces por puente de hidrógeno. Dependiendo del uso final que se le dará al papel, en su fabricación se utiliza una mezcla de los diferentes tipos de fibras, las que aportarán sus características específicas al producto final, según explica el Doc. Enrique Narváez: La sustancia principal en el papel es la celulosa, una sustancia que se encuentra casi siempre como fibra en las plantas. La unión de estas fibras forma en conjunto lo que conocemos como cuerpo de los vegetales. Es un polisacárido compuesto exclusivamente de moléculas de glucosa; es pues un homopolisacárido (compuesto por un solo tipo de monosacárido); es rígido, insoluble en agua, y contiene desde varios cientos hasta varios miles de unidades de β-glucosa. (Narváez, 2014). El blanqueo es un requisito esencial para la obtención de una alta calidad. La pasta elaborada con cualquiera de los métodos de fabricación presenta un aspecto algo parduzco. Todas las pastas pueden blanquearse para aumentar su blancura. El blanqueo resulta imprescindible en la producción de papel para impresión de alta calidad, para una reproducción de colores superior. Aunque el gas de cloro y el dióxido de cloro son extremadamente eficaces en el blanqueo de fibras de madera, las consideraciones ambientales han llevado a la eliminación gradual de dichas sustancias químicas en el proceso de blanqueo. Los compuestos de cloro no pueden neutralizarse completamente en la estación de tratamiento de efluentes de la fábrica. Por lo tanto, las aguas procesadas vertidas en ríos o mar contendrían aún residuos de compuestos de cloro (dioxinas, etc.) que consumen oxígeno y destruyen los hábitats acuáticos (Morales V. , 2016).
No hay manera estándar de fabricar papel. Sin embargo en general los siguientes pasos aplican: Tratamiento mecánico preliminar de la fibra. Dependiendo de cuál fibra sea y su condición, esta puede requerir cortado, limpiado, lavado y desollado. Tratamiento químico de la fibra. La materia prima es sujeta a sustancias para romper las fibras de celulosa desde afuera hasta su formación natural en la materia prima. Lavado, Las fibras son lavadas para eliminar el remanente de sustancias. Pulpeo mecánico y batido, ya sea manualmente o por equipo de molido, las fibras son golpeadas hasta que son rotas en fibras separadas, y preferiblemente desolladas, en este punto las fibras llegan a ser pulpa. El punto donde las fibras se vuelven cada vez más refinadas debido al constante golpeteo de las fibras se le conoce como batido. Adición de sustancias para algunas clases de papel. Estas son adicionadas en el batido para proporcionar las características que se desean, por ejemplo para proveer de tamaño (para fabricar papel menos poroso y así mejorar la disponibilidad de alojar tinta sobre la superficie del papel); para proveer más opacidad (por adición de rellenador de arcilla). Formación de la hoja. La solución de pulpa es colocada sobre un tamiz, forzando a las fibras a aglomerarse sobre la malla, mientras el exceso de agua es drenado, con lo cual se obtendrá una nueva hoja de papel remanente sobre el tamiz. Secado, la hoja húmeda es secada sobre el tamiz, esto se consigue presionando externamente la hoja, tan fuete como sea posible. Cubierta, la hoja es tratada para dar a su superficie la cualidad deseada. Terminado, la hoja seca puede ser pulida manualmente o presionada a través de rollos (llamados calandrias) para lograr la suavidad deseada de la superficie. Devastado, el papel es finalmente cortado en el tamaño de hojas deseadas (Cortéz, 2011). 6. PROCEDIMIENTO
1. Moler la cascara de limón en un molino. 3. Agregar en un vaso de precipitado de 1000 ml la muestra molida y agregar la disolución de hidróxido de sodio para proceder a realizar la digestión básica, el hidróxido de sodio se debe preparar al 4%. 4. Poner a calentar la muestra durante una hora en la campana de gases. 5. Proceder a lavar con agua, filtrar y retirar la lignina. 6. Preparar cloruro de sodio al 20 %, adicionalmente hervir la muestra lavada con la solución salina la cual actúa como catalizador y ayuda en la disminución del uso de cloro.
7. Blanquear el producto con hipo clorito al 2%. Repetir el lavado con agua. 8. cernir, moldear y secar. 7. MATERIALES:
Balones de aforo de 1000 ml marca citoglas, pipeta volumétrica de 5 y 10 ml marca citoglas, pipeteador, agua destilada, vaso de precipitado de 1000 ml marca pyrex, agitador, agitador, tela para lavado de celulosa, hidróxido de sodio, cloro, malla metálica para molde de celulosa, hornilla marca umco de 110 v, estufa memmert calentamiento hasta 220 °C con 110 V de 150500 W y 854 schwabach. 8. DATOS
Peso de la muestra inicial de cáscara de limón ( )
Para determinación del porcentaje de humedad, se pesa una pequeña porción de la muestra madre:
Se deja secar para remoción de la humedad y se vuelve a pesar:
Determinación del porcentaje de humedad de la muestra:
%
%
9. RESULTADOS:
Masa de la pulpa de papel secas obtenidas ( )
Para determinar el porcentaje de rendimiento final: %
Incluyendo el porcentaje de humedad obtenido
:
% ()
%
(() )
% 10. ANÁLISIS DE RESULTADOS:
La obtención de celulosa en la cáscara de limón nos dio un rendimiento de 59.71 % lo que quiere decir que fue medianamente eficaz ya que se trabajó con fibras vegetales experimentales, la digestión básica que aplico en este análisis fue con hidróxido de sodio al 4%, se utilizó para retirar la lignina de la fibra de la cáscara de limón. La extracción de celulosa no solo se puede realizar de cascaras de limón, si no de otra superficie o fibra que contenga ambiental.esta propiedades, esto sustituye a la madera que es actualmente una problemática El porcentaje de humedad fue de 64.5% de la humedad que se extrajo en el secado. El papel tuvo una contextura blanca, esto se dio por el efecto del cloro que se lo agregó para su respectivo blanqueamiento de la hoja, en muchas practicas experimentales utilizan el agua oxigenada para un buen cuidado al medio ambiente ya que es cloro es muy fuerte. La lavada de la muestra se lo realizó en varias repeticiones esto se lo realiza ya que debe estar libre de componentes que afecten al proceso de formación de papel a partir de nuestra celulosa, o también se lo realiza después de colocar el cloro cuando se blanquea la muestra, se procede a enjuagar con abundante agua. 11. CONCLUSIONES:
La caracterización teórica y química de la extracción de celulosa reveló que los
contenidos de celulosa de algunos residuos en este caso la cascara de limón, los convierten en materia prima viable para la producción de papel, remplazando materiales como madera para evitar muchos problemas que se suscitan en el ambiente. Sus propiedades físicas y químicas en nuestra muestra es su aprovechamiento tanto en aceite esencial como en obtención de celulosa ya que las fibras de esta cascara aportan características y forman conjuntos con puentes de hidrógenos fuertes que son esenciales en nuestra realización.
El rendimiento fue medianamente eficaz donde se obtuvo el papel deseado a partir
de la extracción de celulosa en la cascara de limón, la cual es una práctica experimental, se obtuvo el porcentaje de humedad ya mencionados en los Datos. 12. RECOMENDACIONES
Para la extracción de la celulosa revisar bien que la digestión con hidróxido con la
muestra de las cascaras de limón no esté tan espesa la muestra para que así pueda retirar bien la lignina. para mantener las propiedades de las fibras en las cascaras de limón es necesario retirar bien la lignina ya que esta puede influir en el proceso de extracción. Para el porcentaje de humedad se debe meter a la estufa y tomar el peso constantemente para tener un mejor resultado, debe haber 0.02 de diferencia entre presos.
13. BIBLIOGRAFÍA
Cortéz,
S. (27 de mayo de 2011). greenpeace. Obtenido http://www.greenpeace.org/espana/Global/espana/report/other/el-papel.pdf
de
Morales, V. (10 de enero de 2016). globalassets. Obtenido https://www.sca.com/globalassets/papper/media/brochyrer/papermaking-esp
de
Narváez. (22 de octubre de 2014). feriadelasciencias.unam. Obtenido de http://www.feriadelasciencias.unam.mx/anteriores/feria18/CT_L_IE%20La_cascaril la_de_cafe_como_mater.pdf
14. ANEXOS:
Fotografía 1: Digestión básica con disolución de hidróxido de sodio y cáscaras de limón para separación de lignina.
Fotografía 3: Secado Secad o de celulosa lista para proceder a sacar el porcentaje de rendimiento y humedad.
Fotografía 2: segundo lavado de la muestra para proceder a moldear la hoja de papel.
