Celulosa y microcelulosa de residuos del cultivo de caña de azúcar (Saccharum spp.)

Objective: To characterize the structure, texture and thermal properties of cellulose and cellulose microfibers (MFC) of three sugarcane crops and the development of a biocomposite. Design / methodology / approach: The celluloses were extracted by the Kraft method and the MFCs of the cultures MEX-69-290, CP-72-2086 and MEX-68-P23, using oxidative and mechanical processes; for its characterization spectroscopic, microscopic and thermal techniques were used; and were analyzed with a completely randomized design, where the treatments were cellulose and CFM extracted from the three cultivars of sugarcane; In addition to the fusion processing of a biocomposite from polylactic acid and CMF. Results: Cellulose and CFM were obtained from the straw of the three crops, the similar quality, the percentage of moisture in the straw and the cellulose having the same behavior, the chemical composition of the cellulose is of high purity. The results of XRD and FTIR have characteristic bands and similar amounts of cellulose in the crystalline phase. TGA indicates that cellulose decomposes at higher temperatures of polylactic acid (PLA), which supports melt mixing processes. Limitations of the study / implications: The varieties of sugarcane pajamas have different characteristics in the cellulose phase and in the CFM phase; but similar between cultivars. Findings / conclusions: The crystallinity by XRD and the identification of functional groups by FTIR show us characteristic bands of the cell in the crystalline phase and how the amorphous part of the straw is lost without treatment, becoming more crystalline when it becomes cellulose and mostly in microcellulose; as well as the similarity that exists in the three cultivars of said components and in similar quantities. The resistance properties of the biocomposite will be affected when the CFMs are added to the polylactic acid.Objetivo: Caracterizar la estructura, textura y propiedades térmicas de celulosas y microfibras de celulosa (MFC) de tres cultivares de caña de azúcar y la elaboración de un biocompuesto. Diseño/metodología/aproximación: Las celulosas fueron extraídas por el método Kraft y las MFC de los cultivares MEX-69-290, CP-72-2086 y MEX-68-P23, utilizando procesos oxidativos y mecánicos; para su caracterización se emplearon técnicas espectroscópicas, microscópicas y térmicas; y fueron analizadas con un diseño completamente al azar, donde los tratamientos fueron la celulosa y MFC extraídas de los tres cultivares de caña de azúcar; además de la elaboración por fusión de un biocompuesto a partir de ácido poliláctico y las MCF. Resultados: Se obtuvieron celulosa y MFC de la paja de los tres cultivares, la cual presentó similitud, teniendo el mismo comportamiento el porcentaje de humedad en la paja y la celulosa, la composición química de la celulosa es de alta pureza. Los resultados de XRD y FTIR presentan bandas características y cantidades similares de celulosa en fase cristalina. TGA indica que la celulosa se descompone a temperaturas más altas de ácido poliláctico (PLA), lo que apoya los procesos de mezcla en fusión. Limitaciones del estudio/implicaciones: Las variedades de paja de caña de azúcar presentan características diferentes en la fase de celulosa y en fase de MFC; pero similar entre cultivares. Hallazgos/conclusiones: La cristalinidad mediante XRD y la identificación de grupos funcionales por FTIR nos muestran bandas características de celulosa en fase cristalina y cómo se va perdiendo la parte amorfa de la paja sin tratamiento, volviéndose más cristalina al convertirse en celulosa y mayormente en microcelulosa; así como también la similitud que existe en las tres cultivares de dichos componentes y en cantidades semejantes. Las propiedades de resistencia del biocompuesto se vieron afectadas cuando las MFC´s se agregaron al ácido poliláctico

Blanqueo de la fibra de celulosa de paja de caña de azúcar (Saccharum spp.) con peróxido de hidrógeno

Objective: Optimize the treatment of cellulose bleaching, replacing the use of sodium hypochlorite with hydrogen peroxide. Design/methodology/approach: A completely randomized design was used, the treatments were six processes of cellulose bleaching, which were carried out with 18 repetitions. To extract the cellulose, the artisanal method and 40 g of straw were used per treatment. The extraction and yield of cellulose and cellulose fiber, whiteness, crystallinity, granule size, purity of the cellulose and an economic analysis of the cost of the bleaching process were evaluated. Results: The average cellulose fiber extracted was 14 g, meaning that the yield of cellulose fiber was 35%. The average cellulose was 8 g, which represents a yield of 39.9% cellulose. The whiteness with sodium hypochlorite was 86.6 %, with a crystallinity of 65.9% and the cellulose granule size was 2.6 nm, and with hydrogen peroxide whiteness was 83%, the crystallinity was 68 % and the average granule size was 2.7 nm, according to the XRD method. This means similarity in both bleaching process. According to the FTIR analysis, the cellulose bleached in both processes is similar to the cellulose structure. Limitations on study/implications: Cellulose bleaching is more expensive with hydrogen peroxide process. Findings/conclusions: The cellulose extracted from the sugar cane straw, bleached with hydrogen peroxide presents acceptable characteristics to produce artisanal paperObjetivo: Optimizar el tratamiento de blanqueo de celulosa, sustituyendo el uso de hipoclorito de sodio por peróxido de hidrógeno. Diseño/metodología/aproximación: Se utilizó un diseño completamente al azar, donde los tratamientos fueron seis procesos de blanqueo de celulosa, que se realizaron con 18 repeticiones. Para extraer la celulosa se usó el método artesanal y 40 g de paja por tratamiento. Se evaluó la extracción y rendimiento de fibra de celulosa y celulosa, blancura, cristalinidad, tamaño de gránulo, pureza de la celulosa y un análisis económico del costo del proceso de blanqueo. Resultados: El promedio de fibra de celulosa extraída fue de 14 g, esto significa que el rendimiento de fibra de celulosa fue 35 %. El promedio de celulosa fue de 8 g que representa un rendimiento de 39.9 % de celulosa. La blancura con hipoclorito de sodio fue del 86.6%, la cristalinidad de 65.9 % y un tamaño de granulo de celulosa de 2.6 nm, y con peróxido de hidrógeno fue del 83 %, la cristalinidad del 68% y el tamaño de granulo promedio fue 2.7 nm, según el método de XRD, indicando resultados similares. De acuerdo al análisis de FTIR, la celulosa blanqueada en ambos procesos, es similar a la estructura de celulosa reportada en la literatura. Limitaciones del estudio/implicaciones: Se observó un costo más elevado en el blanqueo de la celulosa con el peróxido de hidrógeno. Hallazgos/conclusiones: La celulosa de la paja de caña de azúcar blanqueada con peróxido de hidrógeno presenta características adecuadas para elaborar papel artesanal