Trabajos Finales de Graduación

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Estudio cinético de la hidrólisis ácida de la fracción hemicelulósica del rastrojo de piña (ananas comusus)
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2009-11) Méndez Yesca, Andrea; Alvarado Aguilar, Patricia
En los últimos años se ha presentado un notable incremento en el cultivo de la piña, debido a su creciente demanda en los mercados internacionales como fruta fresca y a la gran canfidad de productos que se pueden elaborar su industrialización. Uno de los principales desechos generados después de este proceso, es el rastrojo de piña, el cual debido a su alto contenido de hemicelulosa puede ser somefdo a un proceso de hidrólisis con ácido diluido para generar xilosa. Este azúcar es utilizado en procesos biotecnológicos para la obtención de un producto de alto valor agregado, como lo es el xilitol, un edulcorante natural que posee múltiples aplicaciones en la industria alimenticia y farmacéutica. En este trabajo se efectuó la caracterización fisica y química del rastrojo de piña demostrando que dicho material lignocelulósico está compuesto por 29,303 (±0,003) % de a-celulosa, 54,722 % de holocelulosa, 25,419 % de hemicelulosa y 14,70 % de pentosanos, lo cual indica que es un sustrato adecuado para la producción de xilosa. La hidrólisis ácida del sustrato se efectuó a 98 0C utilizando concentraciones de H2S04 al 2, 4 y 6% v/v y tiempos de reacción variables entre los 20 a 125 minutos. Para cada tiempo de reacción y concentración de ácido utilizada, se cuantificó la xilosa obtenida mediante cromatografia líquida de alta resolución (HPLC), así como también productos secundarios de la hidrólisis, tales como el ácido acético y furfural, mediante cromatografia de gases (GC). La mayor producción de xilosa se alcanzó a los 100 minutos de reacción utilizando H2S04 al 4% v/v y correspondió a 14,773 ± 0,008 g/L, para un porcentaje de rendimiento del 88 (±2) % del xilano presente en el rastrojo de piña; utilizando. La concentración de los productos secundarios ácido acético y furfural, fue de 3,680 ± 0,004 g/L y 1,4173 ± 0,0002 g/L respectivamente. Con las concentraciones obtenidas, para cada uno de los componentes a lo largo del tiempo de reacción, y aplicando el modelo cinético de pseudoprimer orden propuesto por Saeman en 1945, para la producción de xilosa y modelos similares para la generación de ácido acéfco y furfural, se determinaron los parámetros cinéticos que describen la concentración de cada componente a lo largo del tiempo de reacción.
Estudio de la degradación térmica y fotoxidativa de poliuretano rígidos compuestos reforzados con fibra de raquis de banano
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2005) García Rodríguez, Andrés Eduardo; Alvarado Aguilar, Patricia
Las nuevas tendencias en política ambiental han incrementado el interés en sustratos de carácter natural y aspectos tales como reciclaje y seguridad ambiental han sido de suma importancia en el desarrollo de nuevos biomateriales. Dichos aspectos en combinación con su bajo costo han otorgado valor agregado a fibras de origen vegetal tales como las obtenidas del raquis de banano y utilizadas como refuerzo en matrices poliméricas para la obtención de materiales compuestos. En el presente trabajo se realizó un estudio de la degradación térmica y fotoxidativa de poliuretanos rígidos compuestos reforzados con fibra de raquis de banano. Los poliuretanos rígidos fueron sintetizados por reacciones de policondensación entre dos monómeros base: 4,4”- metilen-bis-fenilisocianato (MDI) grado comercial y una mezcla de polioles constituida por polietifenglicol (PEG- 200) y melazas obtenidas del jugo de cáscara de piña en una relación 2:1. Los poliuretanos rígidos se obtuvieron manteniendo una relación NCO/OH de 1,2 y reforzados en un rango entre 30 — 60 % con material fibroso. Estos nuevos materiales, poseen una estructura potencialmente biodegradable debido al carácter lignocelulósico de algunos de sus componentes de origen natural: el raquis de banano y la melaza de piña, en este caso. Ambos sustratos, provienen de fuentes de origen renovable. La melaza de piña es utilizada como sustituto parcial del PEG 200 de origen sintético. Por esta razón, se estima que estos materiales tienen un gran potencial como materiales ecológicamente amigables y biocompatibles.
Obtención de madera plástica a partir de desechos plásticos post-consumo y mezcla de resinas vírgenes
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2011-04) Carranza Jiménez, Yerling; Alvarado Aguilar, Patricia
El reciclaje de los productos plásticos es importante para la disminución de desperdicios; su procesamiento y evaluación de propiedades determinarán las posibles aplicaciones. A nivel mundial, diversas empresas han comenzado a desarrollar diversos productos elaborados con materiales reciclados, entre estos productos se puede nombrar la madera plástica, con esto se logra dar nuevas alternativas utilizando materiales considerados como desechos. El objetivo de este trabajo es evaluar el impacto que tiene el agregar un agente químico compatibilizante (anhídrido maleico en presencia de peróxido de benzoilo), en las propiedades físicas y químicas de un material que se obtiene a partir de desechos plásticos post-consumo. Los materiales plásticos post-consumo que se utilizaron para la realización de este frabajo fueron el polietileno de alta densidad (H)PE) y polipropileno (PP), suministrados por "Gente reciclado" (una empresa dedicada al tratamiento de materiales de desecho que posteriormente son reciclados), para luego caracterizarlos aplicando el análisis térmico de calorimetría diferencial de barrido (DSC) para la identificación de los mismos. Se evalúan mezclas entre compuestos de características similares, éstas se obtienen a través de una etapa de mezclado en una extrusora de tornillo simple, con el fin de distribuir el C0mpatibilizante en las dos resinas poliolefinicas. Para evaluar las propiedades mecánicas se obtuvieron probetas por medio de moldeo por compresión de las mezclas extruidas. Los resultados obtenidos de este trabajo indican que al comparar las mezclas (utilizando un compatibilizante para mejorar las características del material), para la prueba de flexión el mejor resultado obtenido fue el que tiene mayor porcentaje de polipropileno, por otro lado para las pruebas de tensión los mejores resultados se lograron en las mezclas con mayor porcentaje de polietileno de alta densidad. Los resultados confirman que es viable aprovechar los plásticos post consumo pueden utilizarse en aplicaciones de productos comerciales a partir de madera plástica.
Utilización del rastrojo de piña (Ananas comusus) como refuerzo de una resina poliéster comercial
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2003) Quesada Solís, Karol Vanessa; Alvarado Aguilar, Patricia
Como parte del interés sobre el desarrollo de materiales compuestos a base de refuerzos naturales que ha surgido en los últimos años, por las ventajas técnicas, económicas y ambientales que presentan, en este trabajo se investigó el grado de reforzamiento del rastrojo de piña sin tratamiento al introducirlas en una matriz de resina poliéster no saturada de uso comercial. La caracterización fisicoquímica del rastrojo utilizado contempló el contenido de cenizas, humedad, contenido de holocelulosa, contenido de lignina, solubilidad en agua y extractos solubles, donde los principales parámetros que determinan las propiedades de los productos elaborados con este son la holocelulosa y la lignina en donde ese encontraron valores de 42,70% y 27,72%, respectivamente. Se elaboraron materiales compuestos de rastrojo de piña con resina poliéster a diferentes longitudes y porcentajes de fibra y se evaluaron sus propiedades a través de análisis de densidad, resistencia a la ruptura por tensión con valores promedio de 177,6 MPa para un contenido de 10% de fibra de 1 mm de longitud. El análisis de la interfase entre la fibra y la matriz por microscopía electrónica de barrido reveló que no existe una buena adhesión entre la fibra y la matriz. Sin embargo, se encontró que esta adhesión puede ser mejorada por aumento en la presión de moldeo en la preparación del material, según lo mostraron las fotografías de la superficie de fractura de los materiales compuestos elaborados.

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Examinando Trabajos Finales de Graduación por Autor "Alvarado Aguilar, Patricia"