Utilización de un Subproducto de la Extracción de Almidón de P. ahipa como Refuerzo de Películas de Almidón de Maíz Termoplástico

O.V. LÓPEZ; N.E. ZARITZKY; M.A VILLAR; M.A. GARCÍA

Córdoba

Congreso; IV Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos; 2012

Universidad Nacional de Córdoba

El proceso de extracción de almidón a partir de raíces y tubérculos genera residuos utilizables: la cáscara puede emplearse como fertilizante o como pienso animal, mientras que la fibra, una vez seca, suele utilizarse como floculante en la industria minera. Una opción interesante, aún poco estudiada, sería el uso de este desecho como material de refuerzo de películas biodegradables para mejorar principalmente su desempeño mecánico y sus propiedades de barrera. El objetivo de este trabajo consistió en reforzar matrices poliméricas a base de almidón de maíz termoplástico con la fibra remanente de la extracción de almidón de P. ahipa y evaluar el efecto de su incorporación sobre la morfología, el color, la permeabilidad al vapor de agua y las propiedades mecánicas de películas obtenidas por termocompresión. Se prepararon mezclas de almidón de maíz nativo, glicerol (30 %), fibra (0,5 %) y agua (45 %). Las concentraciones se expresaron en base seca de almidón y como control se empleó una formulación sin la incorporación de fibra. Mediante análisis termogravimétrico se evaluó la composición de las mezclas ensayadas registrándose los termogramas y las curvas correspondientes a la derivada primera. Las mezclas se procesaron en fundido en una mezcladora batch (140 ºC y 50 rpm durante 15 min.) y se acondicionaron a 25 ºC y 60 % HR. Las películas se obtuvieron por termocompresión, manteniéndose una relación de moldeo constante de 3 g de muestra/cm3. Las mezclas se prensaron durante 6 min a 140 ºC y 150 Kg/cm2. Las condiciones operativas de obtención del material termoplástico, la relación de moldeo y las condiciones de termocompresión empleadas permitieron obtener películas homogéneas y con buena integridad, cuyos espesores variaron entre 198 y 223 μm. Se evaluó el color superficial de las películas y se registraron las coordenadas de la escala CIE, observándose que la incorporación del residuo disminuyó significativamente (p < 0,05) la luminosidad y el parámetro a* (rojo-verde) de la superficie de las películas, mientras que el parámetro b* (amarillo-azul) sufrió un incremento significativo (p < 0,05). Mediante Microscopía de Fuerza Atómica se estudió la influencia de la incorporación de fibra sobre la morfología de la superficie de las películas desarrolladas, observándose un incremento significativo de los parámetros de rugosidad. Las películas reforzadas presentaron menores valores de permeabilidad al vapor de agua debido principalmente al carácter higroscópico del material de relleno. Mediante ensayos de tracción se determinó que la incorporación de este material reforzó la matriz polimérica, registrándose una disminución significativa de la máxima elongación a la ruptura y un incremento significativo del módulo elástico y del máximo esfuerzo de tensión. Esta mejora en el desempeño mecánico se atribuyó a la similitud estructural entre el almidón y la fibra. Así, el bajo costo y la disponibilidad de las fibras remanentes de la extracción de almidón de raíces y tubérculos, hacen de este residuo una opción atractiva como agente de refuerzo de matrices de almidón termoplástico ya que permite mejorar las propiedades de las películas manteniendo la biodegradabilidad de las mismas.