Uso alternativo de la melaza de la caña de azúcar residual para la síntesis de espuma rígidas de poliuretano (ERP) de uso industrial

Abstract

Resumen. Se realizó un estudio para comprobar la efectiva sustitución parcial de los reactivos de uso común en la elaboración de espuma rígidas de poliuretanos, ERP (conocidas en Costa Rica como EPU) provenientes de los residuos de la agroindustria azucarera como la melaza de caña de azúcar. La melaza fue utilizada para sustituir parcialmente el polietilén glicol (PEG-300) que es uno de los reactivos comerciales utilizados tradicionalmente para la obtención de espumas de poliuretano. Este subproducto presentó 4% de humedad y 79.3ºBrix. Mediante cromatografía líquida de alta resolución (CLAR) se determinaron los porcentajes de los principales azúcares presentes en la melaza, los cuales fueron de 30.6, 8.4 y 8.2% de sacarosa, glucosa y fructosa, respectivamente. La cantidad de grupos hidroxilo (-OH) presentes en este sustrato tenía valor de 7.71 equivalentes de grupos -OH por kilogramo de sustrato. Las espumas sintetizadas con la melaza de caña de azúcar fueron caracterizadas mediante la determinación de la densidad y análisis térmicos y mecánicos. De igual forma se sintetizó una espuma de referencia, la cual contenía todos los materials de partida excepto la melaza de la caña de azúcar. Los resultads obtenidos indican que la espuma (ERP) que presenta la menor densidad es aquella que contiene un 70% de melaza de la mezcla PEG-Melaza. Asimismo, las pruebas térmicas realizadas indican una tendencia a la disminución de la temperatura inicial de descomposición (Td1) comparada con la espuma de referencia y conforme aumenta la cantidad de melaza utilizada en la preparación del ERP. En general, las pruebas mecánicas de compresión presentan una tendencia a aumentar el esfuerzo a la compresión y el módulo de Young, conforme se incrementa el porcentaje de melaza en las espumas sintetizadas.Abstract. A study was carried out to verify the effective partial substitution of the reagents commonly used in the production of rigid polyurethane foam, ERP (known in Costa Rica as EPU) from sugar agroindustry waste such as sugar cane molasses. Molasses was used to partially replace polyethylene glycol (PEG-300), which is one of the commercial reagents traditionally used to obtain polyurethane foams. This byproduct presented 4% humidity and 79.3ºBrix. Using high-performance liquid chromatography (HPLC), the percentages of the main sugars present in the molasses were determined, which were 30.6, 8.4 and 8.2% sucrose, glucose and fructose, respectively. The amount of hydroxyl groups (-OH) present in this substrate was 7.71 equivalents of -OH groups per kilogram of substrate. The foams synthesized with sugarcane molasses were characterized by determining the density and thermal and mechanical analyses. In the same way, a reference foam was synthesized, which contained all the starting materials except sugar cane molasses. The results obtained indicate that the foam (ERP) that has the lowest density is the one that contains 70% of molasses from the PEG-Molasses mixture. Likewise, the thermal tests carried out indicate a tendency to decrease the initial decomposition temperature (Td1) compared to the reference foam and as the amount of molasses used in the preparation of the ERP increases. In general, mechanical compression tests show a tendency to increase the compressive stress and Young's modulus, as the percentage of molasses in the synthesized foams increases.