Hidrólisis oxidativa one-pot para la producción de nanocelulosa a partir de residuos sólidos municipales

Brief description

El proceso de hidrólisis oxidativa one-pot desarrollado por la Universidad de Malasia produce nanocelulosa a partir de residuos sólidos municipales (Panax ginseng, residuos de té usados, tela de algodón usada y cartón corrugado viejo) en el mismo reactor donde se aplican cambios de temperatura drásticos y se añaden sales y ácidos para conseguir esta nanocelulosa. Problema u oportunidad que aborda: Producir nanocelulosa es un proceso contaminante y sus subproductos son difíciles y costosos de reciclar. La Universidad de Malasia ha desarrollado el método hidrólisis oxidativa one-pot para obtener nanocelulosa con características deseadas para diversas aplicaciones a partir de la revalorización de los residuos sólidos municipales que contienen celulosa.

Process detail

Los residuos celulósicos procedentes de la región de Malasia, como el Panax ginseng, bolsas de té usadas, tela de algodón de desecho y cartón arrugado viejo, fueron sometidos a un nuevo proceso químico para la obtención de nanocelulosa. El objetivo fue revalorizar estos residuos contaminantes y difíciles de eliminar con un método menos contaminante, reemplazando los agentes más contaminantes (compuestos clorados, lejía) por peróxido de hidrógeno (H2O2) más respetuosos con el ambiente. Además, el proceso de separación por hidrólisis oxidativa one-pot es mucho más eficiente ya que disminuye el número de pasos a realizar. El proceso consiste en un pretratamiento de la materia (lavar y secar toda la noche en un horno a 60ºC) para luego cortase y molarse hasta obtener un fino polvo. A esto se le añade H2O2 al 30% durante 5h a 90ºC (Deslignificación). Posteriormente, se añaden las sales (Cr(NO3)3) y el ácido (H2SO4) a 82ºC durante 1h (Hidrólisis catalítica). La reacción se para sumergiendo la “olla” en hielo. Finalmente, se centrifuga y se obtiene un producto de nanocelulosa a medida con las características deseadas para diversas aplicaciones con propiedades específicas.

El rendimiento gravimétrico general de la nanocelulosa extraída osciló entre 24,6 y 69,3%. Los resultados revelaron que la nanocelulosa de la tela de algodón de desecho tiene el mayor contenido de celulosa (98,5 %) y cristalinidad (83,6 %). Por el contrario, Panax ginseng dio como resultado nanocelulosa con la menor cristalinidad (62,2 %) y el menor ancho de partícula, aunque con un contenido de celulosa similar al de los residuos de té usados ​​y al cartón corrugado viejo. 

Details

Country
Malaysia
Actors
Academia
Process type
Oxidación
Hidrólisis
Chain
Residuos orgánicos urbanos
Raw material
Panax ginseng
Residuos de bolsas de té
Residuos de tela de algodón
Residuos de cartón
Final product
Nanocelulosa
Experience period
2018
Scale
Investigación
Origin of raw material
Origen diverso
Applicability conditions
La aplicabilidad a escala piloto no está demostrada.
Environmental conditioning
Residuos del ácido y de las sales pueden seguir existiendo
Contact data
Hwei Voon Lee, correo: leehweivoon@um.edu.my , institución:Nanotechnology & Catalysis Research Centre (NANOCAT), Institute of Postgraduate Studies, University of Malaya