Revalorización de residuos agroindustriales lignocelulósicos para la elaboración de contenedores desechables para alimentos : revalorización de residuos de poda de la EPN para elaboración de contenedores desechables para alimentos.

Abstract

El presente trabajo se centra en la revalorización de residuos lignocelulósicos, específicamente de poda de Hibiscus rosa-sinensis generados en la Escuela Politécnica Nacional (EPN), para la fabricación de contenedores biodegradables de alimentos. Se implementaron tres tratamientos de deslignificación: el químico, con hidróxido de sodio (NaOH) al 4%, el biológico empleó Pleurotus ostreatus y el combinado (biológico + NaOH al 2%). La composición inicial de los residuos de poda mostró un contenido de celulosa (29,6%), hemicelulosa (19,65%) y lignina (16,9%). Los resultados de los tratamientos mostraron que el tratamiento combinado alcanzó el mayor porcentaje de deslignificación (87,02%), respecto al tratamiento químico (83,44%) y el tratamiento biológico (69,29%), lo que permitió mayor disponibilidad de celulosa para elaborar los contenedores y un menor consumo de hidróxido de sodio. En términos de caracterización, el plato con tratamiento combinado mostró mejores propiedades en resistencia a la tensión (2,567 MPa) y menor absorción de humedad (0,033 g/s) y junto al plato obtenido por el tratamiento químico, se consideran adecuados para el uso en alimentos sólidos y secos. Los análisis microbiológicos confirmaron la ausencia de patógenos en los contenedores, asegurando su inocuidad durante el contacto con alimentos destinados al consumo humano. En cuanto a la biodegradabilidad, se estima que los platos combinados se degradaron en 136 días, mientras que los químicos lo hicieron en 179 días, cumpliendo con la norma ISO 17556ue menciona que el 90% del carbono orgánico debe transformaste a CO2 en 180 días. Sin embargo, no es lo más adecuado la valorización de los residuos de poda a través de contenedores para alimentos, ya que el bajo contenido de celulosa obliga a buscar otros materiales de refuerzo como plastificantes al fin de mejorar las propiedades física y mecánicas, principalmente la resistencia a la tensión.The present work focuses on the valorization of lignocellulosic residues, specifically pruning wastes of Hibiscus rosa-sinensis generated at the Escuela Politécnica Nacional (EPN), for the production of biodegradable food containers. Three delignification treatments were implemented: the chemical one, with sodium hydroxide (NaOH) at 4%; the biological one, employing Pleurotus ostreatus; and the combined one (biological + NaOH at 2%). The initial composition of the pruning residues showed a cellulose content (29.6%), hemicellulose (19.65%), and lignin (16.9%). The results of the treatments showed that the combined treatment reached the highest percentage of delignification (87.02%), compared to the chemical treatment (83.44%) and the biological treatment (69.29%), which allowed greater cellulose availability to produce the containers and lower sodium hydroxide consumption. In terms of characterization, the plate with combined treatment showed better properties in tensile strength (2.567 MPa) and lower moisture absorption (0.033 g/s), and together with the plate obtained by the chemical treatment, are considered suitable for use in solid and dry foods. Microbiological analyses confirmed the absence of pathogens in the containers, ensuring their safety during contact with food intended for human consumption. Regarding biodegradability, it is estimated that the combined plates degraded in 136 days, while the chemical ones did so in 179 days, complying with ISO 17556, which states that 90% of the organic carbon must be transformed into CO₂ within 180 days. However, the valorization of pruning residues through food containers is not the most suitable, since the low cellulose content makes it necessary to seek other reinforcing materials such as plasticizers in order to improve the physical and mechanical properties, mainly tensile strength