Desarrollo y aplicación de metodologías verdes para pretratamiento de biomasa lignocelulósica de cáscara de cacao

Abstract

En este trabajo se utilizaron cáscaras de la mazorca de cacao (CMC); las cuales son el principal subproducto poco aprovechado en la industria del chocolate. Primeramente, este residuo de biomasa lignocelulósica (BLC) se caracterizó mediante la determinación de su composición química (extraíbles, lignina, celulosa, hemicelulosa y cenizas). Adicionalmente, se estudió la aplicación de pretratamientos que involucran calentamientos asistidos por microondas sobre una mezcla de material lignocelulósico con líquidos iónicos. Posteriormente, se evaluó la obtención y liberación de los principales biopolímeros (celulosa, hemicelulosa y lignina) del material lignocelulósico de CMC. Se realizó un ANOVA empleando un diseño factorial 3k considerando factores como la temperatura (100,150,180 y 200°C), los tiempos de reacción (5,10 y 15 min) y el tamaño de partícula empleados (355, 250 y 180 μm), las variables respuesta seleccionadas fueron el porcentaje de recuperación de sólidos en cada tratamiento. Además, se evaluó de manera cualitativa los cambios estructurales mediante espectroscopia infrarroja (IR) y mediante Microscopía electrónica de barrido (SEM) entre las distintas muestras pretratadas. El análisis de varianza mostró diferencias significativas entre pretratamientos aplicados, presentando un mayor porcentaje de recuperación de sólidos en el pretratamiento con mayor tamaño de partícula (355 μm), menores temperaturas (100°C, 150°C) y menores tiempos de reacción (5 y 10 min). El análisis por IR reveló en la región 3400 cm 1 una contracción en la intensidad de las señales, en el pretratamiento térmico con BMIM, lo que indica una interacción de este líquido iónico con los enlaces O H de los biopolímeros componentes del BLC. Las micrografías del material lignocelulósico (CMC), muestran cambios en la morfología de la superficie antes y después de los pretratamientos con ambos líquidos iónicos, prevaleciendo la irregularidad y la porosidad como observaciones principales; lo que indica destrucción parcial del material lignocelulósico.