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

Los polihidroxialcanoatos (PHA)constituyen una buena alternativa para reemplazar a los plásticos de origenpetroquímico. En la actualidad, la producción industrial de PHA se basa en eluso de cultivos puros utilizando fuentes de carbono puras y condiciones deesterilidad. El uso de cultivos mixtos de lodos activados y aguas residualescon alto contenido de carbono para alimentar a los microorganismos permitereducir los costos de producción. La industria láctea genera efluentes con altaconcentración de carbohidratos. La producción de PHA usando cultivos mixtos yefluentes ricos en carbohidratos requiere 3 etapas: fermentación, selección demicroorganismos y producción. La selección es comúnmente realizada en unreactor discontinuo secuencial (SBR, sequencing batch reactor), alternando temporalmentedisponibilidad y limitación de carbono. La producción de PHA se realiza enbatch/batch alimentado, con limitación en algún nutriente. Las propiedades mecánicas del PHA dependende su composición monomérica1. La cuantificación de PHA y de susmonómeros se realiza comúnmente por cromatografía gaseosa o espectrofotometríaUV. Sin embargo, estos métodos requieren la extracción del polímero mediante eluso de solventes tóxicos. Por lo tanto resulta interesante la aplicación demétodos no destructivos y más simples para la detección y/o cuantificación dePHA. La tinción con Sudan Black ha permitido la detección de cepas productorasde PHA, la espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR, Fourier transform infraredspectroscopy) es comúnmente utilizada para la detección de PHA. El objetivo del presentetrabajo fue estudiar la producción de PHA (escala laboratorio) utilizando lodosactivados alimentados con suero de queso parcialmente hidrolizado, utilizando unaetapa de selección (SBR) y otra de producción (Batch). Como objetivo específicose propuso determinar la utilidad de los métodos FTIR y tinción con Sudan Blackacoplada a análisis de imágenes para evaluar la acumulación de PHA durante laetapa productiva. Los métodos de tinción y FTIR permitieron monitorear laproducción de PHA y detectar el punto final del proceso, prescindiendo de laextracción química del polímero. Finalmente se extrajo el PHA con cloroformo yse precipitó con etanol. El polímero se caracterizó por calorimetríadiferencial 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 HVy en ese sentido continuarán los trabajos, combinando efluentes lácteos conaquellos derivados de otras industrias, a fin de obtener un polímero con mayorcontenido de HV y en consecuencia con mejores propiedades mecánicas.