Centro de Investigación n Alimentación y Desarrollo, A.C.
EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE Opuntia ficus- indica PARA ELABORAR PAPEL
POR
CITLALI COLÍN CHÁVEZ
TESIS APROBADA POR LA
COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS DE ORIGEN VEGETAL
COMO REQUISITO PARCIAL PARA OBTNERE EL GRADO DE
MAESTRÍA EN CIENCIAS
HERMOSILLO, SONORA. AGOSTO DE 2009
RESUMEN
Este trabajo presenta una alternativa de uso de Opuntia ficus-indica como fuente de fibra para la elaboración de papel, y tuvo como objetivo obtener fibras de Opuntia ficus- indica mediante un proceso químico-mecánico para elaborar hojas de papel a nivel laboratorio, así como evaluar sus características mecánicas y predecir su uso. Primero, se determinó la composición química de Opuntia ficus indica y mediante microscopia se determinaron las dimensiones de sus fibras. Con los datos derivados se establecieron el factor de Runkel, coeficiente de rigidez, coeficiente de flexibilidad y coeficiente de esbeltez.
Posteriormente y mediante un proceso químico-mecánico se obtuvo pulpa de Opuntia ficus-indica. El proceso de pulpeo químico se estableció mediante un diseño completamente al azar con arreglo factorial 23 . Con la pulpa obtenida se elaboraron hojas a nivel laboratorio y se evaluó su calidad mediante la determinación de la resistencia a la tensión, deformación, longitud de ruptura, resistencia al estallido, resistencia al rasgado, resistencia al doblez, porosidad y color. Finalmente, se elaboraron hojas de papel con diferentes proporciones de pulpa de Opuntia ficus-indica y pulpa de Pinus radiata para evaluar el efecto de la combinación de pulpas sobre la calidad del papel y predecir su uso.
La composición química de los cladodios de Opuntia ficus-indica reveló que posee un contenido en base seca de 61.6% de holocelulosa, 53.7% de a-celulosa y 2.38% de lignina.
Las fibras de Opuntia ficus-indica son cortas con una longitud promedio de 1.1 mm, un diámetro de 18.8 µm, diámetro de lumen de 12.1 µm y 4.3 µm de grosor de pared. El factor de Runkel obtenido fue de 0.8 equivalente a un grado 111 que sitúa las fibras de Opuntia ficus-indica como buenas para elaborar papel. La pulpa presentó un número de Kappa de 29.6, rendimiento en rechazos de 0.2% y rendimiento en pulpa de 32.1%. Las hojas elaboradas con pulpa de Opuntia ficus-indica presentaron las siguientes propiedades: 36 Nm·g-1 de índice de tensión, 1.7% de deformación, 3.7 km de longitud de ruptura, 7.3 mN- m2·g-1 de índice de rasgado, 2.9 KPa-m2-g-1 de índice de explosión, 166 dobleces de resistencia al doblez y de poro cerrado. Las hojas elaboradas con mezclas de diferentes proporciones de pulpa de Opuntia ficus-indica y pulpa de Pinus radiata mostraron que mezclando 40% o menos de pulpa de Opuntia ficus-indica con pulpa de Pinus radiata, se mantienen sus propiedades mecánicas comparadas con las de las hojas fabricadas con 100% de pulpa de pino. Dependiendo de la propiedad mecánica que se considere pueden cumplir con las especificaciones para el papel, principalmente de tipo bolsero, bond, de oficina y cartográfico.
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pulpa de Opuntia ficus-indica presentaron las siguientes propiedades: 36 Nm·g-1 de índice de tensión, 1.7% de deformación, 3.7 km de longitud de ruptura, 7.3 mN-m2·g-1 de índice de rasgado, 2.9 KPa-m2-g-1 de Indice de explosión, 166 dobleces de resistencia al doblez y de poro cerrado. Las hojas elaboradas con mezclas de diferentes proporciones de pulpa de Opuntia ficus-indica y pulpa de Pinus radiata mostraron que mezclando 40% o menos de pulpa de Opuntia ficus-indica con pulpa de Pinus radiata, se mantienen sus propiedades mecánicas comparadas con las de las hojas fabricadas con 100% de pulpa de pino. Dependiendo de la propiedad mecánica que se considere pueden cumplir con las especificaciones para el papel, principalmente de tipo bolsero, bond, de oficina y cartográfico.
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