Producción de plásticos biodegradables a partir de efluentes

J.C. ALZATE MARIN; A.H. CARAVELLI; N.E. ZARITZKY

Buenos Aires

Congreso; II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental y II Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

ResumenLos polihidroxialcanoatos (PHA) constituyen una buena alternativa para reemplazar a los plásticos de origen petroquímico. En la actualidad, la producción industrial de PHA se basa en el uso de cultivos puros utilizando fuentes de carbono puras y condiciones de esterilidad. El uso de cultivos mixtos de lodos activados y aguas residuales con alto contenido de carbono para alimentar a los microorganismos permite reducir los costos de producción. La industria láctea genera efluentes con alta concentración de carbohidratos. La producción de PHA usando cultivos mixtos y efluentes ricos en carbohidratos requiere 3 etapas: fermentación, selección de microorganismos y producción. La selección es comúnmente realizada en un reactor discontinuo secuencial (SBR, sequencing batch reactor), alternando temporalmente disponibilidad y limitación de carbono. La producción de PHA se realiza en batch/batch alimentado, con limitación en algún nutriente. Las propiedades mecánicas del PHA dependen de su composición monomérica1. La cuantificación de PHA y de sus monómeros se realiza comúnmente por cromatografía gaseosa o espectrofotometría UV. Sin embargo, estos métodos requieren la extracción del polímero mediante el uso de solventes tóxicos. Por lo tanto resulta interesante la aplicación de métodos no destructivos y más simples para la detección y/o cuantificación de PHA. La tinción con Sudan Black ha permitido la detección de cepas productoras de PHA, la espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR, Fourier transform infrared spectroscopy) es comúnmente utilizada para la detección de PHA. El objetivo del presente trabajo fue estudiar la producción de PHA (escala laboratorio) utilizando lodos activados alimentados con suero de queso parcialmente hidrolizado, utilizando una etapa de selección (SBR) y otra de producción (Batch). Como objetivo específico se propuso determinar la utilidad de los métodos FTIR y tinción con Sudan Black acoplada a análisis de imágenes para evaluar la acumulación de PHA durante la etapa productiva. Los métodos de tinción y FTIR permitieron monitorear la producción de PHA y detectar el punto final del proceso, prescindiendo de la extracción química del polímero. Finalmente se extrajo el PHA con cloroformo y se precipitó con etanol. El polímero se caracterizó por calorimetría diferencial de barrido (DSC, Differential Scanning Calorimetry). El PHA correspondió al co-polímero P(HB-HV, Hidroxibutirato-Hidroxivalerato) con relación molar %HB:HV: 95,4:4,6, determinada por espectrofotometría UV. Es conocido que el co-polímero P(HB-HV) se vuelve más flexible y más resistente a medida que aumenta la fracción de HV y en ese sentido continuarán los trabajos, combinando efluentes lácteos con aquellos derivados de otras industrias, a fin de obtener un polímero con mayor contenido de HV y en consecuencia con mejores propiedades mecánicas. Palabras clave: lodos activados, polihidroxialcanoatos, suero de quesoReferencias: 1. Zhu C., Chiu S., Nakas J.P., Nomura C.T. Bioplastics from waste glycerol derived from biodiesel industry. Journal of Applied Polymer Science 130 (2013) 1-13.