Process of making starch films

Publicado

2024-09-02

Development of biodegradable plastic films from cassava starch

Desarrollo de películas plásticas biodegradables a partir de almidón de yuca

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v91n233.112073

Palabras clave:

bioplastic, biodegradability, plastic, chitosan (en)
bioplástico, biodegradabilidad, plástico, quitosano (es)

Descargas

Autores/as

  • Isaac Dodino-Duarte Grupo de investigación Gestión en Investigación, Producción y Transformación Agroindustrial (GIPTA), Departamento de Ciencias Agroindustriales, Universidad Popular del Cesar, Cesar, Colombia https://orcid.org/0000-0002-5264-687X
  • Leonardo Andres Quiroz-Ortega Grupo de investigación Gestión en Investigación, Producción y Transformación Agroindustrial (GIPTA), Departamento de Ciencias Agroindustriales, Universidad Popular del Cesar, Cesar, Colombia https://orcid.org/0000-0002-4289-0190
  • José Carlos Arias-Benítez Grupo de investigación Gestión en Investigación, Producción y Transformación Agroindustrial (GIPTA), Departamento de Ciencias Agroindustriales, Universidad Popular del Cesar, Cesar, Colombia https://orcid.org/0009-0007-1516-9203
  • Ricardo Andrés García-León INGAP Research Group, Mechanical Engineering Department, Engineering Faculty, Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña, Colombia https://orcid.org/0000-0002-2734-1425

Plastic has become part of daily life because it is used in all industrial applications. Although it is beneficial and practical, it is the material that generates the most pollution in ecosystems. Therefore, the main objective of this research is to produce plastic films capable of degrading the environment in a shorter time (bioplastics). For this purpose, different samples were made with cassava starch (pulp or commercial), using amounts in the solution of 4% w/v and 30% w/w of cassava starch and glycerol, respectively, considering variations between the percentages of chitosan. The results showed that it is possible to obtain bioplastic by the casting method with the mixture of cassava starch (pulp or commercial), glycerol, and chitosan. Likewise, thanks to the laboratory tests carried out, was possible to determine that the use of commercial starch to produce biodegradable plastic films significantly favors moisture adsorption, solubility, and biodegradability, compared to starch extracted from cassava by hand, with good statistics validity of the analyzed data.

El plástico se ha convertido parte del diario vivir debido a que se utilizada en todas las aplicaciones industriales, aunque es muy útil y práctico, es el material que genera más contaminación en los ecosistemas. Por lo tanto, el objetivo principal de esta investigación es la producción de películas plásticas capaces de degradarse con el medio ambiente en un menor tiempo (bioplásticos). Para este propósito, se realizaron diferentes muestras con almidón de yuca (pulpa o comercial), utilizando cantidades en la solución de 4% p/v y 30% p/p de almidón de yuca y glicerol, respectivamente, considerando variaciones entre los porcentajes de quitosano. Los resultados demostraron que con la mezcla de almidón de yuca (pulpa o comercial), glicerol y quitosano, fue posible la elaboración de bioplástico por el método casting. Asimismo, gracias a las pruebas de laboratorio realizadas se determinó que la utilización de almidón comercial para la elaboración de películas plásticas biodegradables favorece a una mayor adsorción de humedad, solubilidad y biodegradabilidad, comparado con el almidón extraído de la yuca artesanalmente, con buena validez estadística de los datos analizados.

Referencias

[1] Eljarrat, E., La contaminación química del plástico, una amenaza silenciosa. The Conversation., WebPage, 2019. https://theconversation.com/la-contaminacion-quimica-del-plastico-una-amenaza-silenciosa-116669 (accessed May 17, 2022).

[2] UCJC, Impacto del plástico en el medio ambiente - Blog de CC de transporte y logística, WebPage, 2019. https://blogs.ucjc.edu/cc-transporte-logistica/2019/07/impacto-del-plastico-en-el-medio-ambiente/ (accessed May 22, 2022).

[3] Pulzo, El mundo se ahoga en plástico; se han producido más de 9.100 millones de toneladas., WebPage, 2017. https://www.pulzo.com/mundo/han-producido-9100-millones-toneladas-desechos-plasticos-PP308570 (accessed May 22, 2022).

[4] Navia Porras, D. P. and Bejarano Arana, N., Evaluación de propiedades físicas de bioplásticos termo-comprimidos elaborados con harina de yuca, Biotecnol. en el Sect. Agropecu. y Agroindustrial, vol. 12, no. 2 SE-Artículos de Investigaciòn, pp. 40–48, Dec. 2014, [Online]. Available at: https://revistas.unicauca.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/346.

[5] Macias Rodriguez, H., Muñoz Villalobos, J., Velasques Valle, M., Vega Piña, A., Sanchez Cohem, I. and Chew Madinavieitia, Y., Acolchados plásticos y potencial de producción de plantula de chile en invernadero, Inifap. Mexico City, 2007.

[6] Briones Muñoz, J. and Riera, M., Residuos de la cáscara de yuca y cera de abeja como potenciales materiales de partida para la producción de bioplásticos, vol. 15, pp. 3–11, Jun. 2020.

[7] Dang, K. and Yoksan, R., Morphological characteristics and barrier properties of thermoplastic starch/chitosan blown film, Carbohydr. Polym., vol. 150, Apr. 2016, DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.04.113.

[8] Dang, K. M. and Yoksan, R., Development of thermoplastic starch blown film by incorporating plasticized chitosan, Carbohydr. Polym., vol. 115, pp. 575–581, 2015, DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.09.005.

[9] Valarezo Ulloa, M. J., Desarrollo de biolímeros a partir de almidón de corteza de yuca, Universidad Catolica de Loja, 2012.

[10] B. Thawien, “Plasticizer effect on the properties of biodegradable blend from rice starch-chitosan,” Songklanakarin J. Sci. Technol., vol. 30, Apr. 2008.

[11] Pelissari, F. M., Grossmann, M. V. E., Yamashita, F. and Pineda, E. A. G., Antimicrobial, Mechanical, and Barrier Properties of Cassava Starch−Chitosan Films Incorporated with Oregano Essential Oil, J. Agric. Food Chem., vol. 57, no. 16, pp. 7499–7504, Aug. 2009, DOI: https://doi.org/10.1021/jf9002363.

[12] Rena, G., Hardie, D. G. and Pearson, E. R., The mechanisms of action of metformin, Diabetologia, vol. 60, no. 9, pp. 1577–1585, 2017, DOI: https://doi.org/10.1007/s00125-017-4342-z.

[13] Godbillot, L., Dole, P., Joly, C., Rogé, B. and Mathlouthi, M., Analysis of water binding in starch plasticized films, Food Chem., vol. 96, no. 3, pp. 380–386, 2006, DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.02.054.

[14] Plásticos Biodegradables: Qué son y Tipos. EcologíaVerde.,” WebPage, 2019. https://www.ecologiaverde.com/plasticos-biodegradables-que-son-y-tipos-1986.html (accessed Sep. 09, 2022).

[15] Aguilera, M., Aguachica: Centro Agroindustrial del Cesar, Banco de la Republica de Colombia, Feb. 2004. [Online]. Available at: https://econpapers.repec.org/RePEc:bdr:region:42.

[16] Aristizabal, J. and Sanchez, T., Guía técnica para la producción y análsis de almidón de yuca. Colombia: FAO, 2007.

[17] Alcaldia, “Nuestro munificipio del Cesar - Aguachica,” WebPage, 2018. http://www.aguachica-cesar.gov.co/municipio/nuestro-municipio (accessed Oct. 08, 2022).

[18] Agronet, Evaluaciones agropecuarias y cultivos anuales en el departamento del Cesar (2018-2019), WebPage, 2018. Avaible at: https://www.datos.gov.co/widgets/jkng-b6dh (accessed Sep. 10, 2022).

[19] Ramos, J., Santamaría Osorio, L., Mendoza Leiva, C. A., Uribe, W. and Polanco, L., Almidón modificado de yuca como aditivo en fluidos de perforación base agua, Rev. Invest. (Guadalajara)., vol. 6, no. 1 SE-Artículos de Investigación, pp. 39–47, Jan. 2013, DOI: https://doi.org/10.29097/2011-639X.141.

[20] Agrosavia, Aportes y perspectivas del mejoramiento genetico de yuca para el fortalecimiento de su red de valor en Colombia, MADR. Colombia: Agrosavia, 2023.

[21] Montaldo, A., Cultivo de raíces y tubérculos tropicales, IICA. Costa Rica, 1991.

[22] Domínguez, M. and Jimenez, M., Películas comestibles formuladas con polisacáridos: propiedades y aplicaciones. Temas Selectos de Ingeniería de Alimentos, Temas Sel. Ing. Aliment., vol. 6, no. 2, pp. 110–121, 2012, [Online]. Available at: http://web.udlap.mx/tsia/files/2013/12/TSIA-62Dominguez-Courtney-et-al-2012.pdf.

[23] Pizá Cedano, H. S., Rolando Franco, S., Ramirez Urbina, C. C., Villanueva Benites, S. and Zapata Carrasco, A. P., Análisis experimental de la Elaboración de Bioplástico a partir de la Cáscara de Plátano para el Diseño de una Línea de Producción Alterna para las Chifleras de Piura, Perú, Universidad de Piura, 2017.

[24] Cobana, M. and Antezana, R., Proceso de extraccion de almidon de yuca por via seca, Rev. Boliv. Química, vol. 24, no. 1, pp. 78–84, Jan. 2007, [Online]. Available at: https://www.scielo.org.bo/pdf/rbq/v24n1/v24n1a14.pdf.

[25] Durán, J. A., V., Morales, M. A. G. and Yusti L, R. Formulación para la obtención de un polímero biodegradable a partir de almidón de yuca, variedad MBRA 383, Guillermo Ockham Rev. científica, vol. 3, no. 2, pp. 127–133, Jan. 2005, DOI: https://doi.org/10.21500/22563202.484.

[26] Guamán Bravo, J. M., Obtención de plásticos biodegrabables a partir de almidón de cáscaras de papa para su aplicación industrial, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, 2019.

[27] Ojeda Maechel, J. M., Comparación de Algunas Propiedades Físicas y Composición Química del Almidón de Piñón (Araucaria araucana (Mol) K. Koch), Papa (Solanum tuberosum L. ssp. tuberosum Hawkes) y Maíz (Zea mays L.), Universidad Austral de Chile, 2008.

[28] Trujillo Rivera, C. T., Obtención de películas biodegradables a partir de almidón de yuca (Manihot esculenta) doblemente modificado para uso de empaque de alimentos, Universidad Nacional Amazónica de Madre de Dios, 2014.

[29] Cengel, Y. A. and Boles, M. E., Termodinamica - Cengel 7th. 2011.

[30] Quiroga-Martinez, R., Indicadores ambientales y de desarrollo sostenible: avances y perspectivas para América Latina y el Caribe, Cjile, 2007. [Online]. Available at: https://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/5498/S0700589_es.pdf?sequence=1.

[31] Lobo-Ramos, L. L. et al. Experimental Study on the Thermal Conductivity of Three Natural Insulators for Industrial Fishing Applications, Recycling, vol. 8, no. 5. 2023, DOI: https://doi.org/10.3390/recycling8050077.

[32] Gedefaw, A. B., Worku Yifru, S. A. Endale, B. T. Habtegebreal, and M. D. Yehualaw, Experimental Investigation on the Effects of Coffee Husk Ash as Partial Replacement of Cement on Concrete Properties, Adv. Mater. Sci. Eng., vol. 2022, no. 6, pp. 152–158, 2022, DOI: https://doi.org/10.1155/2022/4175460.

[33] Martínez Bencardino, C., Estadística y Muestreo, ECOE. Colombia, 2012.

[34] García-León, R. A., Gómez-Camperos, J. A. and Jaramillo, H. Y., Scientometric Review of Trends on the Mechanical Properties of Additive Manufacturing and 3D Printing, J. Mater. Eng. Perform., 2021, DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-021-05524-7.

Cómo citar

IEEE

[1]
I. Dodino-Duarte, L. A. Quiroz-Ortega, J. C. Arias-Benítez, y R. A. García-León, «Development of biodegradable plastic films from cassava starch», DYNA, vol. 91, n.º 233, pp. 75–85, ago. 2024.

ACM

[1]
Dodino-Duarte, I., Quiroz-Ortega, L.A., Arias-Benítez, J.C. y García-León, R.A. 2024. Development of biodegradable plastic films from cassava starch. DYNA. 91, 233 (ago. 2024), 75–85. DOI:https://doi.org/10.15446/dyna.v91n233.112073.

ACS

(1)
Dodino-Duarte, I.; Quiroz-Ortega, L. A.; Arias-Benítez, J. C.; García-León, R. A. Development of biodegradable plastic films from cassava starch. DYNA 2024, 91, 75-85.

APA

Dodino-Duarte, I., Quiroz-Ortega, L. A., Arias-Benítez, J. C. y García-León, R. A. (2024). Development of biodegradable plastic films from cassava starch. DYNA, 91(233), 75–85. https://doi.org/10.15446/dyna.v91n233.112073

ABNT

DODINO-DUARTE, I.; QUIROZ-ORTEGA, L. A.; ARIAS-BENÍTEZ, J. C.; GARCÍA-LEÓN, R. A. Development of biodegradable plastic films from cassava starch. DYNA, [S. l.], v. 91, n. 233, p. 75–85, 2024. DOI: 10.15446/dyna.v91n233.112073. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/112073. Acesso em: 12 oct. 2024.

Chicago

Dodino-Duarte, Isaac, Leonardo Andres Quiroz-Ortega, José Carlos Arias-Benítez, y Ricardo Andrés García-León. 2024. «Development of biodegradable plastic films from cassava starch». DYNA 91 (233):75-85. https://doi.org/10.15446/dyna.v91n233.112073.

Harvard

Dodino-Duarte, I., Quiroz-Ortega, L. A., Arias-Benítez, J. C. y García-León, R. A. (2024) «Development of biodegradable plastic films from cassava starch», DYNA, 91(233), pp. 75–85. doi: 10.15446/dyna.v91n233.112073.

MLA

Dodino-Duarte, I., L. A. Quiroz-Ortega, J. C. Arias-Benítez, y R. A. García-León. «Development of biodegradable plastic films from cassava starch». DYNA, vol. 91, n.º 233, agosto de 2024, pp. 75-85, doi:10.15446/dyna.v91n233.112073.

Turabian

Dodino-Duarte, Isaac, Leonardo Andres Quiroz-Ortega, José Carlos Arias-Benítez, y Ricardo Andrés García-León. «Development of biodegradable plastic films from cassava starch». DYNA 91, no. 233 (agosto 1, 2024): 75–85. Accedido octubre 12, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/112073.

Vancouver

1.
Dodino-Duarte I, Quiroz-Ortega LA, Arias-Benítez JC, García-León RA. Development of biodegradable plastic films from cassava starch. DYNA [Internet]. 1 de agosto de 2024 [citado 12 de octubre de 2024];91(233):75-8. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/112073

Descargar cita

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

110

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.