Desarrollo de una espuma biodegradable a base almidón de yuca esterificado por extrusión

Abstract

En el presente documento se estudió el efecto que tiene la modificación química de almidón nativo de yuca con anhídrido maléico, sobre las propiedades físicas, mecánicas y morfológicas de espumas elaboradas posteriormente a partir de este almidón para luego compararse frente a las propiedades de espumas de almidón sin modificar. Inicialmente se determinó las condiciones de operación del equipo de extrusión mediante dos ensayos, en el primero, se estableció la concentración de plastificante glicerina (10%); en el segundo, la cantidad de humedad (30%) y velocidad de rotación de los tornillos (50rpm) con los cuales se obtuvo el almidón con mayor grado de esterificación y mejores características de procesabilidad. Después, con base en lo encontrado en la determinación de las condiciones de operación del equipo de extrusión, se buscó establecer la metodología para la obtención de almidón esterificado a partir de un diseño aleatorio con arreglo factorial 32, variando la concentración de anhídrido maléico y la temperatura de extrusión obteniéndose que, el tratamiento con la menor temperatura y la mayor concentración de anhídrido maléico presentó un mayor grado de sustitución y menor índice de solubilidad. Finalmente, empleando el tratamiento anteriormente dicho se desarrolló la espuma biodegradable. Esta matriz espumada presentó índices de expansión radial y absorción de agua bajos pero alta densidad y compresibilidad en comparación a las espumas de almidón termoplástico.

In this paper we studied the effect of the chemical modification of native starch of cassava with maleic anhydride, on the physical, mechanical and morphological properties of elaborated foams, later, this starch to then compare it with the properties of starch foams. Unmodified Initially the operating conditions of the extrusion equipment were determined by means of two tests, in the first, the glycerin plasticizer concentration (10%) was established; in the second, the amount of moisture (30%) and speed of rotation of the screws (50rpm) with which the starch was obtained with a higher degree of esterification and better processability characteristics. Then, based on what was found in the determination of the operating conditions of the extrusion equipment, we sought to establish the methodology for obtaining esterified starch from a randomized design with factorial arrangement 32, varying the concentration of maleic anhydride and the extrusion temperature, obtaining that, the treatment with the lowest temperature and the highest concentration of maleic anhydride presented a higher degree of substitution and lower solubility index. Finally, using the above-mentioned treatment, the biodegradable foam was developed. This foamed matrix exhibited low radial expansion and water absorption rates but high density and compressibility compared to thermoplastic starch foams.