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NANOCELIA - PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA
Y MICROFIBRILADA
Las editoras no asumen responsabilidad sobre la validez del contenido de los capítulos escritos por los diferentes autores del libro. Se realizaron esfuerzos razonables para que
se eliminen todos los materiales con copyright en todos los capítulos.
Red CYTED-NANOCELIATransferencia tecnológica sobre aplicaciones de nanocelulosa en Iberoamérica
Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo2019
Editado por:María Evangelina Vallejos
María Cristina Area
NANOCELIA – PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA
IV
NANOCELIA – PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA
Editores: Maria E. Vallejos y María Cristina Area
1ra edición, 2019
Capa e projeto gráfico: Fmais Comunicação e Marketing [2019]
Todos los derechos de esta edición reservados a Maria E. Vallejos y María Cristina Area
173 p.; 21 x 15 cm.
Libro digital, PDF
Archivo Digital: descarga y online
Vallejos, María Evangelina Nanocelia : producción y usos de la celulosa nanofibrilada y microfibrilada / María Evangelina Vallejos ; María Cristina Area ; editado por María Evangelina Vallejos ; María Cristina Area. - 1a ed . - Posadas : Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Cien-cias Exactas, Químicas y Naturales, 2019. Libro digital, PDF
Archivo Digital: descarga y online ISBN 978-950-766-140-2
1. Celulosa. 2. Nanotecnología. I. Area, María Cristina, ed. II. Título. CDD 572.56682
CYTED - Ciencia y Tecnología para el Desarrollo
V
TABLA DE CONTENIDOSTABLA DE CONTENIDOS ................................................................................................................. vPRÓLOGO .......................................................................................................................................... viiCONTRIBUYENTES ........................................................................................................................viiiEDITORAS ........................................................................................................................................... xASPECTOS GENERALES DE LA PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA ...................................................................................................1
LA CELULOSA NANOFIBRILADA EN EL CONTEXTO DE LA BIORREFINERÍA............................2Introducción .................................................................................................................................................2El concepto de bioeconomía ......................................................................................................................3La biorrefinería y su relación con la bioeconomía ..................................................................................5¿Biocombustibles y/o bioproductos? .........................................................................................................7Bioproductos y biomateriales ...................................................................................................................10Producción de nanocelulosa en la biorrefinería ....................................................................................12Caso de esudio: Producción de nanocelulosa a partir de residuos lignicelulósicos .........................14Conclusión ..................................................................................................................................................16Referencias ..................................................................................................................................................16
FIBRAS. ESTRUCTURA Y TOPOQUÍMICA .............................................................................................19Composición química de las materias primas lignocelulósicas ..........................................................19Identificación de estructuras en materiales lignocelulósicos ...............................................................30Conclusiones ..............................................................................................................................................32Referencias ..................................................................................................................................................33
MÉTODOS DE DECONSTRUCCIÓN DE LA PARED CELULAR ........................................................35Introducción ...............................................................................................................................................35La pared celular vegetal.............................................................................................................................35Tipos de nanocelulosa ...............................................................................................................................38Metodos de obtencion de CNFs...............................................................................................................40Pretratamientos ..........................................................................................................................................42Pretratamientos enzimáticos ....................................................................................................................45Evaluación del proceso de nano fibrilación ............................................................................................46Reología de las suspensiones de NFC .....................................................................................................48Reología de nanofibras de celulosa en régimen diluido .......................................................................49Caso de estudio I: Obtencion de nanocelulosa a partir de pulpa de corteza y madera no lignificada (70) ... 50Caso de estudio II: Obtencion de nanocelulosa mediante pretratamiento enzimatico (71). ..........54Referencias ..................................................................................................................................................57
USOS, APLICACIONES Y POTENCIALES MERCADOS DE LAS NANOFIBRAS DE CELULOSA ......... 61Los recursos: un nuevo reto para una nueva sociedad .........................................................................61La nanocelulosa: un high-performance material ..................................................................................62Nanofibras de celulosa en el sector papelero ..........................................................................................66Nanofibras de celulosa como refuerzo en composites ..........................................................................71Nanopapeles y aerogeles ...........................................................................................................................73Estado actual, proyección y mercados ....................................................................................................76Referencias ..................................................................................................................................................79
NANOCELIA – PRODUCCIÓN Y USOS DE LA CELULOSA NANOFIBRILADA Y MICROFIBRILADA
VI
ESTUDIO DE CASOS ........................................................................................................................ 84
PESQUISA E DESENVOLVIMENTO NO LABORATÓRIO CENTRAL DE NANOTECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ ........................................................................................85
Apresentação ..............................................................................................................................................85Nanotecnologia sustentável com materiais lignocelulósicos e resíduos agroflorestais.....................85Nanotecnologia à base de celulose bacteriana .......................................................................................89Referências ..................................................................................................................................................89
PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE NANOCELULOSA OBTENIDA A PARTIR DE LOS DESECHOS AGROINDUSTRIALES DE CÁSCARA DE PIÑA ..............................................................91
Introducción ...............................................................................................................................................91Evaluación de la viabilidad de producción de celulosa nanocristalina ..............................................98Estudio Económico................................................................................................................................. 105Conclusiones ........................................................................................................................................... 105Recomendaciones ................................................................................................................................... 106Referencias ............................................................................................................................................... 106
COMPENDIO DE LAS ALTERNATIVAS PARA EL DESARROLLO DE MATERIALES QUE BRINDAN LAS ESTRUCTURAS CELULÓSICAS AISLADAS DE RESIDUOS DE LA AGROINDUSTRIA DE MUSÁCEAS ........................................................................................................ 111
Resumen ................................................................................................................................................... 111Introducción ............................................................................................................................................ 111Sobre los residuos de los cultivos de Musáceas como posibilidad para obtener estructuras de celulosa ..................................................................................................................................................... 112Aislamiento de los haces fibrosos o fibras naturales derivados de Musáceas ................................. 116Fibras naturales de los residuos de Musáceas: Características generales y aplicaciones ............... 119Nanoestructuras de celulosa: Aplicaciones ......................................................................................... 120Desarrollos futuros ................................................................................................................................. 122Referencias ............................................................................................................................................... 123
LA RED TEMÁTICA CYTED NANOCELIA .................................................................................. 125LA RED NANOCELIA .......................................................................................................................... 126DESCRIPCIÓN DE LOS GRUPOS DE TRABAJO Y CAPACIDADES ......................................... 128
ARGENTINA ................................................................................................................................... 130BRASIL .............................................................................................................................................. 134CHILE ................................................................................................................................................ 136COLOMBIA ..................................................................................................................................... 138COSTA RICA ................................................................................................................................... 140ECUADOR ........................................................................................................................................ 142ESPAÑA ............................................................................................................................................. 144MÉXICO ........................................................................................................................................... 150PORTUGAL ..................................................................................................................................... 152