ELABORACION DE PAPEL ACUARELA A PARTIR DE COGOLLOS DE PIÑA
I.
INTRODUCCIÓN.
El papel se ha convertido en uno de los productos más emblemáticos de nues nuestr tra a cult cultur ura, a, elab elabor orán ándo dose se no sólo sólo de trapo trapos s viej viejos os o algo algodó dón n sino sino también de gran variedad de fbras vegetales; además la creciente invención de colo colora rant ntes es ha perm permit itido ido una una gene genero rosa sa oer oerta ta de colo colore res s y text textur uras as.. Revista “PAPELERA DEL NEVADO”, “Historia del papel”. a pi!a es un ruto "ue consideramos importante no solo por su pulpa sino la corona o com#nmente conocida como cogollo. En el proceso de cosecha de la pi!a se desecha el cogollo. Este subproducto agroindustrial, es la materia prima "ue se utili$ó en la elaboración del papel acuarela, a través de un proceso adaptado para la elaboración del mismo. Estas adecuaciones ueron necesarias, por el hecho de "ue si se compara la madera con el cogollo de la pi!a, estos materiales son muy dierentes. %o obstante, el concepto es el mismo& tomar la celulosa presente en la planta para la elaboración del papel. En este trabajo se evaluó el uso de la corona de la pi!a, obtenida de la cosecha de la misma, para la abricación de pastas celulósicas para papel. Revista “ASPAPEL Naturalmente, papel”, “El papel, cmo se !ace”. os os princi principal pales es desech desechos os agr'co agr'colas las provi proviene enen n de la indust industrial riali$a i$ació ción n de productos tradicionales como caé y banano; y los no tradicionales como la pi!a y la naranja. El caso de la pi!a, su exportación alcan$ó un orden de magnitud de ()* toneladas para el a!o +)). -ara el +)), se proyecta una exportación de ) millones de cajas de (+ /ilos "#ar$uero, %&&'(. os desechos de la industriali$ación de la pi!a constituyen hasta el 0*1 del rut ruto o. 2dem 2demás ás de la coro corona na 3par 3parte te supe superi rior or del del rut ruto4 o4,, el cora cora$ó $ón n y las las cáscaras, se genera el rastrojo, el cual corresponde al material vegetal de la planta y se elimina después del ciclo comercial. 5e ha determinado "ue, por hect hectár área ea de pi!a pi!a cult cultiv ivad ada, a, se gene genera ra cer cerca de )) )) 67 de rast rastrrojo ojo. 8ons 8onsid ider eran ando do "ue "ue en el pa's pa's hay hay apr aproxima ximada dame ment nte e 9.)) 9.))) ) hect hectár área eas s cultivadas, el total desechado corresponder'a a + millones de 67 por a!o "Ara)a, *++(. -or lo expuesto, los objetivos del trabajo de investigación ueron&
II.
OBJETIVO GENERAL: Ø
III III.
-roducir papel a partir de fbras de celulosa presentes en los cogollos de la pi!a.
OBJET JETIVOS IVOS ESPECÍ PECÍF FICO ICOS:
Ø Ø
IV.
Estudiar y discutir la estructura, variedad y propiedades de papel con sus respectivas técnicas de abricación. -ropiedades 'sicas y ópticas del papel y las concentraciones de me$clas.
MARCO TEÓRICO. LA PIÑA:
a pi!a 32nanas cosmosus4 es un ruto tropical, de la amilia de las :romeliáceas, riginaria de 5ur 2mérica, se estima "ue en el mundo existen más de ( <)) especies, espec'fcamente de la =ona tropical de -araguay, :rasil y 2rgentina, en los #ltimos a!os, la pi!a as' como otras rutas tropicales pueden ser encontradas en los mercados de Europa y %orteamérica "Panesso, %&&(. 6abla %>( 8aracter'sticas del cogollo de pi!a. 82?286E?@56@82 -?8E%62AE 8eni$as <.0 Bumedad (.* Bolocelulosa <+. ignina +.+ 2la 8elulosa <*.(+ 5eg#n. ?evista @beroamericana de -ol'meros Cuesada et al. a pi!a es la tercera ruta tropical de importancia económica en el mundo, su producción a nivel mundial, entre +))0 D +)(), ue de (,* (F millones de toneladas de ruta resca, siendo Gilipinas, :rasil, 8osta ?ica, 6ailandia y 8hina los principales pa'ses productores, los cuales representan el **1 del total de la producción "-APP, %&*/ Ade01ite et al., %&*'(. a pi!a o ananas pertenecen al reino vegetal, de la división de las monocotiledoneas, amilia de las bromeliáceas, compuesta de <0 géneros y +,))) especies aproximadamente. 3eal , (9F94. a composición porcentual de la pi!a t'pica es& pulpa 1, cora$ón 01, cascara <(1 y corona +)1 "Dal0o 2. Violeta, %&*%(.
Gigura %>( planta de pi!a
LA CELULOSA:
Gigura %>+ 8ogollos de pi!a
8elulosa es el biopol'mero más abundante en la 6ierra. 8onsiste en cadenas lineales de celobiosa 3HDglucopiranosilDID(,
LA HEMICELULOSA: Bemicelulosas son más di'ciles de clasifcar, es decir, son polisacáridos con grupos heterogéneos. 6ienen un grado de polimeri$ación entre ()) y +)) en fbras madereras. 5on insolubles en agua, pero en medio alcalino se disuelven. -lantas herbáceas suelen contener más hemicelulosas y menos ramifcados. as pajas de cereales 3trigo, arro$, centeno, cebada, etc.4 suelen contener entre ) y <) 1 de hemicelulosas con algunas excepciones "2an0 et al., %&&&1/ 6iao et al., %&&*/ Sun et al.,%&&&a/ Sun et al., %&&&1/ 7lin8e et al., %&&%/ Sun ) -om8inson, %&&( .
LA LIGNINA:
a lignina representa entre +* y 1 de la biomasa en madera de especies con'eras y entre (F y < 1 de rondosas "Ait8en et al., *+(. Hetrás de celulosa y hemicelulosa, es el tercer biopol'mero más abundante en la 6ierra. Este pol'mero se encuentra principalmente en la lámina media de la pared celular y en las capas de la pared celular. 8on las hemicelulosas orman un matri$ alrededor de las microfbrillas de celulosa. ignina es de vital importancia para el organismo vegetal. Hesempe!a unciones en el transporte de agua, nutrientes y metabolitos en el sistema vascular acilitado por sus propiedades como estructura macromolecular. 5u hidroobicidad junto con el nivel de entrecru$amiento con los polisacáridos es importante para la permeabilidad de los poros entre las células vegetales. 5e encuentra sobretodo en el xilema. Auega un papel importante en el sistema de deensa de la planta rente a patógenos y protegen los polisacáridos de la pared celular rente a despolimeri$ación "Sar8anen ) Lud9i0, *+:*/ H;c8el!oven, %&&:(. ignina tiene una estructura ópticamente inactiva "Ralp! et al., *+++1(.
PAPEL DE ACUARELA: El papel es una estructura obtenida en base a fbras vegetales de celulosa, las cuales se entrecru$an ormando una hoja resistente y Kexible. El papel acuarela es utili$ado para pintar acuarela tiene sus propias caracter'sticas y debe reunir una serie de re"uisitos& •
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Hebe ser de consistencia sufciente para "ue pueda soportar el ba!o con agua. 5uele estar abricado con algodón puro y libre de ácido, esto #ltimo con el fn de evitar la coloración amarilla con el paso del tiempo o reacciones indeseables con los pigmentos. Gabricado en distintos grosores o gramajes, "ue pueden dividirse en delgados, hasta +)) gLm, de grosor medio hasta *) gLm y los más gruesos, algunos de ellos de conección manual, hasta 0)) gLm.
CARACTERISTICAS DEL PAPEL ACUARELA: •
Hestaca por su superior grado de blancura rente a otros papeles para, este punto de blancura le otorga una respuesta al color extraordinaria, consiguiendo texturas de lu$ más vivas y contrastes de blancos excelentes.
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V.
5u grado de absorción es idóneo tanto para 2cuarela, Mouache y 2cr'lico; soportando las aguadas y consiguiendo transparencias n'tidas. a deormación "ue sure el papel acuarela al mojarse es m'nima, y esta desaparece completamente una ve$ seco. -erdurabilidad en el tiempo y asegura por muchos a!os inalterabilidad de la pintura. a no utili$ación de lignina 3fbras madera4 en su elaboración, tiene una vital importancia en conservación en el tiempo de las obras de arte, evitando amarillamiento y el deterioro del soporte. 5u elaboración artesanal, al abricarse hoja a hoja, permite presentarlo con barbas naturales a los cuatro lados.
PROCESO DE ELABORACIÓN. DIAGRAMA DE FLUJO:
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VI.
MATERIALES Y EQUIPOS.
6abla %> + 7ateriales y e"uipos utili$ados en la elaboración de papel acuarela.
Mate!a"e#
E$%!&'#
(+)))gr de cogollos de pi!a 3para 6abla de picar. cuatro tratamientos4 < litros de agua. 8uchillos 5oda caustica 7esa de trabajo. Bipoclorito de 5odio avador y valde. < envases de vidrio. < :astidores. :alan$a -robeta. 8ocina
lla de acero inoxidable.
VII.
PROCEDIMIENTO. (. -reparación de la materia prima& os cogollos o coronas de la pi!a pasan por un proceso de reducción de tama!o en el cual son cortados en tro$os pe"ue!os no mayores a una pulgada, y posteriormente se toma nota de su peso.
Gigura %> 8orte de 8ogollos
Gigura %>< 8ogollos de pi!a
+. -roceso de deslignifcación& os cogollos de pi!a ya picados junto con la soda caustica son introducidos en los envases de vidrio, el cual se cierra herméticamente para dar paso al inicio del proceso por + horas. . avado de la pulpa& a pulpa extra'da pasa a una etapa de lavado con agua para eliminar la lignina y soda adherida a la pulpa.
Gigura %>* lavado de 8ogollos de <. 6ratamiento térmico. a pulpa extra'da es llevada a un tratamiento térmico de ) a F)>8 por horas para poder eliminar una ve$ más la cantidad de lignina. *. :lan"ueamiento& 2l fnal de la etapa de lavado, la pulpa lavada se deja en un balde con agua al cual se le agrega una solución de hipoclorito de sodio para reali$ar el blan"ueamiento de la pulpa. Esta me$cla se deja reposar un d'a, y transcurrido este se procede a un segundo lavado con el fn de retirar el hipoclorito de sodio.
Gigura %>0 introducción de la solución hi oclorito de sodio
Gigura %> blan"ueado de cogollos de i!a
0. 7oldeo& En un recipiente grande lleno de agua hasta +L de su volumen, se adiciona un poco de pulpa de tal orma "ue no "uede ni muy diluida, ni muy concentrada. Esta solución se agita manualmente para lograr una dispersión homogénea de la pulpa en todo el recipiente. 8on la ayuda de un molde especial para la abricación de papel se procede a reali$ar el moldeo de las hojas. Esto se hace introduciendo el molde hasta el ondo del recipiente y retirándolo de all' con mucha sutile$a, tratando de "ue la pulpa retenida en el molde se encuentre lo más homogénea posible.
Gigura %>F 7oldeado del papel 2l retirar el molde del recipiente se retira la contratapa, dejando expuesta la capa de pulpa "ue posteriormente será la hoja de papel. 5obre esta se coloca un papel fltro y con el uso de una espuma se retira el exceso de humedad. 8omo la pulpa "ueda adherida al papel fltro, esta es separada del molde y trasladada a un lugar seco para dar comien$o al proceso de secado.
. 5ecado& Qna ve$ culminado el proceso de moldeo, se recogen todas las hojas elaboradas y se prensan para eliminar en su mayor parte el agua retenida. 2ll' se deja aproximadamente un d'a. 6ranscurrido este tiempo se retiran las hojas de la prensa y se airean durante +)D) minutos.
VIII.
Gigura %>9 7uestra del papel
RESULTADOS Y AN(LISIS DE RESULTADOS.
M%e#ta ) C'-'""'# + S'/a 0a%#t!0a )1 H!&'0"'!t' /e * #'/!'
M%e#ta * + * *
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El papel obtenido es de superfcie rugosa y delgada, mostrando leves transparencias en algunas $onas debido al proceso de abricación el cual es muy artesanal, trayendo con él muchas defciencias en las "ue se encuentra la homogeni$ación de la fbra al momento de moldear las hojas. a agitación constante de la pulpa en la tina juega un papel importante al momento de reali$ar el proceso de moldeo de las hojas.
I2.
CONCLUSIONES. •
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2. •
2l igual "ue la utili$ación de materias primas puras, el control adecuado de las variables de operación, resultaron undamentales para obtener una buena efciencia al fnal del proceso. Hebido a "ue la etapa de moldeo del papel ue totalmente artesanal las propiedades de las hojas son muy variables de una a otra, siendo muy notoria la calidad de las hojas con respecto a su espesor, cuando la concentración de la pulpa era mayor en el momento de obtener el molde. a contaminación producida por el proceso de abricación de papel se notó debido a los desechos "ue son vertidos en los alcantarillados como ueron la soda caustica y el hipoclorito de sodio "ue representan gran contaminación para los eKuentes. a cantidad del agua consumida en el lavado de la pulpa es muy importante y aun"ue no se puso reali$ar dicha cuantifcación se observa el gran desperdicio de este recurso natural. El tama!o de las fbras inKuye mucho en la textura del papel. -or supuesto, la textura deseada depende del uso "ue se le dará al papel.
RECOMENDACIONES. El uso adecuado de los implementos de seguridad son prioridad al momento de manipular el hidróxido de sodio y el hipoclorito cuyas
fchas de seguridad industrial resaltan la precaución "ue se debe tener con ellos. •
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2I.
-ara lograr un proceso efciente sin importar "ue se esté reali$ando a escala de laboratorio se debe tener en cuenta los siguientes criterios& preocupación por el medio ambiente, análisis de seguridad, Kexibilidad y control del proceso. El lavado y blan"ueamiento de la pulpa es un conjunto de procesos "ue deben ser optimi$ados debido a "ue estas etapas del proceso son undamentales en la elaboración de un producto fnal "ue pueda ser comerciali$ado, preparando planes a largo pla$o y escenarios para el desarrollo y prueba de tecnolog'as convergentes.
BIBLIOGRAFIA. • • • •
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?evista R-2-EE?2 HE %EP2HS, RBistoria del papelS. :ar"uero, +))< 2raya, (99F -anesso, +))F 7a$$eo, 7.; eón, .; 7ej'a, G.; Muerrero, .E. T :otero. A.H. 3+)()4 2provechamiento industrial del residuos de cosecha y poscosecha del plátano en el Hepartamento de 8aldas. ?evista Educación en @ngenier'a Aiméne$, .; ?odr'gue$, 2.; Gerrer, A..; -ére$, 2. T 2ngulo, P. 3+))*4. a -auloUnia& una planta de rápido crecimiento como materia prima para la abricación de papel.
