Caracterización mecánica de un biopolímero a partir de almidón de la vaina de haba (vicia faba) y vaina de alverja con proporciones del diseño de experimentación por mezclas
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Date
2024-08
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
Due to environmental conditions, there is a growing demand to produce sustainable materials, especially for biopolymers derived from agro-industrial wastes. Starch is a readily available polysaccharide in this type of waste and one of the most promising candidates to produce degradable polymers, however, its inherent fragility limits its applications. In search of a solution to this problem.
The process for the extraction of starch by wet method is detailed, which involves the immersion of the ground raw materials contained in a screen to allow the natural entrainment of starch and by decantation let it accumulate at the bottom. The proportions of the mixture design were used for the percentages of the biopolymer components, determining distilled water as solvent, glycerin as plasticizer, acetic acid was used as additive, and starch extracted from broad bean and pea pods. For the homogenization of the mixture, it was raised to a temperature of 60 degrees Celsius for 8 minutes and constant agitation until all the starch gelatinized, the mixture was poured into molds to be dried at room temperature.
According to ASTM D668 standard, the starch-based biopolymer specimens were laser cut with a total of 57, to perform tests on the SHIMADZU AGS-50kNX machine, obtaining a tensile strength of 2.65 MPa, percentage elongation at break of 6 percent and a modulus of elasticity of 30 MPa.
Description
Debido a la condición ambiental existe una creciente demanda en la producción de materiales sostenibles, especialmente por los biopolímeros derivados de residuos agroindustriales. El almidón es un polisacárido fácilmente disponible en este tipo de desechos y uno de los candidatos más prometedores para la producción de polímeros degradables, no obstante, su fragilidad inherente limita sus aplicaciones. En busca de solucionar este problema.
Se detalla el proceso para la extracción del almidón por método húmedo que implica la sumersión de las materias primas molidas contenidas en una malla para permitir el arrastre natural del almidón y por decantación dejar que se acumulen en el fondo. Se empleó las proporciones del diseño de mezclas para los porcentajes de los componentes del biopolímero, determinando agua destilada como disolvente, glicerina como plastificante, se utilizó ácido acético como aditivo y almidón extraído de las vainas de haba y alverja. Para la homogeneización de la mezcla se elevó a una temperatura de 60 grados centígrados por 8 minutos y agitación constante hasta que todo el almidón se gelatinice, la mezcla se vierte en moldes para ser secados en temperatura ambiente.
Según la norma ASTM D668 se cortan con láser las probetas del biopolímero a base de almidón con un total de 57, para realizar ensayos en la máquina SHIMADZU AGS-50kNX obteniendo una resistencia a la tracción de 2.65 MPa, porcentaje de elongación a la ruptura de 6 por ciento y un módulo de elasticidad de 30 MPa.
Keywords
BIOPOLÍMERO, DEGRADACIÓN, DESECHOS AGROINDUSTRIALES, ALMIDÓN, DISEÑO DE MEZCLAS, CARACTERIZACIÓN MECÁNICA