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Title

Valorización de productos agroforestales para la fabricación de pasta de papel: Caracterización química y modificación estructural de sus constituyentes orgánicos durante los procesos de cocción y blanqueo y aplicaciones biotecnológicas

AuthorsMarques, Gisela
AdvisorRío Andrade, José Carlos del ; Gutiérrez Suárez, Ana
Issue Date10-Apr-2010
PublisherUniversidad de Sevilla
CSIC - Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS)
AbstractLa presente Tesis plantea el estudio de la composición química de los principales constituyentes de diferentes cultivos lignocelulósicos utilizados como materia prima para la fabricación de pastas de celulosa de alta calidad, poniendo especial énfasis en la composición de la fracción lipofílica (responsable de la formación de los denominados depósitos de pitch) y de la lignina (cuya composición y estructura influyen decisivamente en el proceso de deslignificación), así como en la composición de las hemicelulosas. Entre los materiales estudiados se incluyen fibras no madereras del tallo de varias angiospermas dicotiledóneas, tales como lino (Linum usitatissimum), kenaf (Hibiscus cannabinus), cáñamo (Cannabis sativa) y yute (Corchorus capsularis), así como fibras procedentes de hojas de angiospermas monocotiledóneas como sisal (Agave sisalana), abacá (Musa textilis) y curauá (Ananas erectifolius). Otras fibras estudiadas fueron las procedentes de la caña común (Arundo donax) y de podas de árboles de tagasaste (Chamaecytisus proliferus spp. palmensis). Se estudió también la evolución de los constituyentes de los materiales lignocelulósicos durante la producción de pasta de papel. Para ello, se seleccionaron diversas pastas de celulosa a lo largo de los procesos de pasteado (cocción sosa-antraquinona) y de blanqueo (procesos TCF y ECF). Finalmente, se ensayaron dos procedimientos biotecnológicos basados en la utilización de enzimas fúngicas para la eliminación tanto de lignina como de lípidos residuales en pastas de celulosa. Los resultados obtenidos muestran que las diferentes materias primas estudiadas se caracterizan, en general, por un alto contenido en polisacáridos y un bajo contenido en lípidos y lignina, lo que las hace, en principio, favorables para la producción de pasta de celulosa. Los compuestos lipofílicos presentes en las fibras, analizados por GC y GC/MS, incluyen principalmente ácidos grasos, hidroxiácidos, alcoholes, ceras, alcanos y esteroles libres y conjugados (en forma de ésteres y glicósidos), entre otros. Los análisis indican que el contenido y composición de las diferentes clases de lípidos varía considerablemente entre las distintas fibras. Además, las diferentes clases de lípidos muestran distinto comportamiento durante los procesos de cocción y blanqueo. Así, las ceras se hidrolizan durante la cocción alcalina mientras que los ácidos grasos se disuelven. Por el contrario, los alcanos, alcoholes grasos, esteroles y triterpenoles, hidrocarburos esteroidales, cetonas y glicósidos de esteroles tienen baja solubilidad en agua y son difíciles de eliminar de la pasta, por lo que sobreviven a la cocción. Se observó que entre los compuestos que sobreviven a la cocción, los esteroles libres se eliminan durante el blanqueo ECF pero resisten al blanqueo TCF, mientras que los glicósidos de esteroles se eliminan tanto en el blanqueo TCF como ECF. Finalmente, mientras que los ácidos grasos insaturados se eliminan durante los procesos de blanqueo ECF y TCF, los ácidos grasos saturados, así como los alcanos y alcoholes grasos sobreviven a estas secuencias de blanqueo. En cuanto a las ligninas, su estructura y composición se estudió tanto por métodos degradativos (pirólisis-GC/MS y DFRC) como espectroscópicos (2DNMR). Los análisis mostraron un predominio de unidades de tipo siringilo (S) en el caso de las fibras liberianas de kenaf y yute, así como en todas las fibras de hojas (sisal, abacá y curauá). Por el contrario, las fibras de cáñamo, lino y caña común mostraron un predominio de unidades de tipo guayacilo (G).
URIhttp://hdl.handle.net/10261/66248
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