Abstracto

Biotecnología-2013: Optimización de la superficie de respuesta de la extracción de potasio de pseudotallos de banano de desecho - Narayana Saibaba K - Instituto de Tecnología GITAM

  Narayana Saibaba K V1, Sarvamangala D1, Ravi Vital Kandisa1, R Gopinadh1 y P King2 

 Resumen Un material de desecho agrícola fácil, verde y de fácil obtención, el pseudotallo de banano (BPS), se probó como material crudo para la extracción de potasio. Los efectos de varios parámetros del proceso, incluyendo temperatura, pH inicial, tiempo de contacto, dosis de pseudotallo de banano y tamaño de los desechos de pseudotallo de banano sobre la eficiencia de extracción de potasio se estudiaron mediante experimentos de lotes de prueba en matraces Erlenmeyer. Se utilizó la metodología de superficie de reacción (RSM) para diseñar las corridas experimentales. El modelado y la optimización de las variables del proceso para obtener la máxima extracción de potasio del material crudo se completaron utilizando RSM. La máxima eficiencia de extracción de potasio se encontró que era del 83,96% a una temperatura de 400 C, pH de 1, tiempo de contacto de 30 min, peso de BPS de 26,076 g y tamaño inicial de BPS de 300. Los resultados revelaron que el pseudotallo de banano puede usarse como fuente precisa para la extracción de potasio. En los últimos años, las fibras naturales han demostrado que pueden reemplazar a sus homólogos de polímeros sintéticos. Las fibras naturales son baratas y biodegradables, además de tener capacidades de reducción de ruido adecuadas, baja abrasión y ningún riesgo para la salud. Las fibras naturales se extraen de varios componentes de las plantas y se clasifican en consecuencia. En la actualidad, las fibras naturales, junto con el kenaf, la cáscara de arroz, el plátano y el bambú, están disponibles en abundancia en los países en desarrollo, incluidos Malasia, Indonesia, Tailandia y otros países asiáticos. Todavía no se han utilizado de manera óptima. En la actualidad, estas fibras se utilizan como productos tradicionales para la fabricación de hilo, cuerdas, cordelería y esteras, además de artículos como manteles individuales, bolsos y carteras. Entre las fibras naturales, el plátano es una de las plantas cultivadas más antiguas del mundo. La palabra 'banan' en sí proviene del idioma árabe, que significa 'dedo', y pertenece a la familia Musaceae y al género Musa. Hay alrededor de trescientas especies de plátano, pero solo 20 variedades se utilizan para el consumo. Cada año se producen alrededor de 50 millones de toneladas métricas de plátanos en las regiones subtropicales de Asia, África, China y América. La fibra de plátano tiene posibles usos en estructuras compuestas y tecnología avanzada. Para mejorar las propiedades mecánicas en estructuras compuestas, se investigaron ampliamente la carga de fibra, la duración de la fibra y el efecto de mercerización. Phua et al. investigaron las propiedades mecánicas de los compuestos de fibra de polipropileno/kenaf injertados con almidón con cargas de fibra de 10, 20 y 30 % en peso. Estos biocompuestos se prepararon mediante las estrategias de fusión de compuestos y moldeo por compresión. Descubrieron que las propiedades mecánicas progresaban con cargas de fibra multiplicadas. Öztürk investigó el efecto del contenido de fibra en las propiedades mecánicas de los compuestos de fenol formaldehído reforzados con fibra de cáñamo y basalto.que fabricó compuestos reforzados con fibras con cargas de fibra de 20, 32, 40, 48, 56 y 63 % en volumen. Señaló que la resistencia a la tracción mejoró con cargas de fibra expandidas de hasta 40 % en volumen. Sin embargo, las propiedades mecánicas disminuyeron por encima de este valor. Para cada compuesto, el alargamiento en el aplastamiento aumentó a medida que aumentaba la fracción de volumen de fibra. Además, la resistencia a la tracción máxima de los compuestos de fibra de pasto Napier/poliéster aumentó con cargas de fibra mejoradas de hasta 25 %, lo que proporciona una fracción de volumen máxima para un compuesto reforzado con fibra. De manera similar, la resistencia reducida del compuesto con una fracción de volumen de fibra del 30 % resultó en enredos de fibras que crearon longitudes de fibra más largas. Maya et al. analizaron el efecto de diferentes pesos de fibra en las propiedades mecánicas de los compuestos de fenol formaldehído de fibra de sisal. Descubrieron que a medida que se multiplicaba el contenido de fibra, la resistencia mecánica del compuesto también aumentaba con un valor máximo de carga de fibras del 54 % en peso. En la actualidad, los principales hallazgos sobre la carga de las fibras siguen siendo inconsistentes debido a los parámetros de composición durante la instrucción del compuesto. Se realizó un estudio experimental para investigar y caracterizar el efecto de la longitud de la fibra en las propiedades mecánicas de los sistemas compuestos de fibra natural. Los efectos de la longitud de la fibra en el comportamiento mecánico de los compuestos epoxi reforzados con fibra de coco fueron realizados por Das et al., quienes descubrieron que la resistencia a la tracción alcanzaba su valor máximo a una longitud de fibra de 12 mm. La predicción de la longitud de fibra más ventajosa para los compuestos epoxi de plátano fue mencionada por Venkateshwaran et al., quienes descubrieron que los aumentos en la longitud de la fibra y la relación de peso multiplicaban la resistencia a la tracción y el módulo hasta una longitud de fibra de 15 mm. El efecto del período de fibra en las casas de tracción de los compuestos de resina epoxi reforzados con fibras de kenaf/PALF fue examinado por Aji et al, quienes descubrieron que la resistencia a la tracción máxima más eficiente se registró en una longitud de fibra de 0,25 mm, mientras que una longitud de fibra de 2 mm redujo el rendimiento del módulo de tracción debido a la débil unión de la interfaz entre la matriz y el refuerzo. El efecto de la carga de fibra, la longitud de la fibra y el contenido de solución alcalina en el termoendurecible reforzado con fibra de plátano se evaluó utilizando el diseño contenedor-Benhken. En este estudio, se consideraron tres variables independientes y se equipararon utilizando un modelo de interacción de 2 factores. Los resultados mostraron una concordancia adecuada entre los valores experimentales y esperados de resistencia a la tracción para R2, R2 predicho y R2 modificado. La resistencia máxima a la tracción se obtuvo en condiciones óptimas con una longitud de fibra de 3,25 mm, un contenido de NaOH de 5,45 (% en peso) y una carga de fibra de 29,86 (% en peso). La resistencia a la tracción esperada fue de 23,73 MPa.Cerca de su tasa experimental de 22,86 MPa, de manera similar, la resistencia máxima a la tracción del compuesto se multiplicó hasta un 22 % con la ayuda del sistema de resina epoxi. El documento actual ha demostrado que el método BBD es una forma rentable de acumular los valores más eficientes de comportamiento mecánico en el menor tiempo posible. Además, es interesante descubrir una optimización de los cambios de matriz, especialmente el efecto de los nanorellenos en las propiedades mecánicas y físicas de los compuestos de polímeros de fibra natural mediante el método BBD. kvnsai@yahoo.com