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UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
Proyecto de Investigación previo a
la obtención del título de Ingeniero
Industrial.
Proyecto de Investigación
ESTUDIO DE LOS PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DE CELULOSA A PARTIR
DE TALLO, HOJAS Y RAQUIS CON FINES INDUSTRIALES, DE PLÁTANO (Musa
Acuminata Red Dacca, Musa Acuminata y Musa Paradisiaca).
Autora
Roxanna Mercedes Zambrano Muñoz
Director de Proyecto de Investigación
Ing. Juan Alejandro Neira Mosquera, PhD.
Quevedo - Los Ríos – Ecuador
2018
ii
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHO
Yo, Roxanna Mercedes Zambrano Muñoz, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi
autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación
profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este
documento.
La Universidad Técnica Estatal de Quevedo, puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual,
por su Reglamento y por la normatividad institucional vigente.
___________________________
Roxanna Mercedes Zambrano Muñoz
C.C # 1204524654
iii
CERTIFICACIÓN DE CULMINACIÓN DEL PROYECTO DE
INVESTIGACIÓN
El suscrito, Ing. Juan Alejandro Neira Mosquera PhD, Docente de la Universidad Técnica
Estatal de Quevedo, certifica que la estudiante Zambrano Muñoz Roxanna Mercedes,
realizó el Proyecto de Investigación de grado titulado “Estudio de los procesos para la
obtención de celulosa a partir de tallo, hojas y raquis con fines industriales, de plátano
(Musa Acuminata Red Dacca, Musa Acuminata y Musa Paradisiaca)”, previo a la
obtención del título de Ingeniero Industrial, bajo mi dirección, habiendo cumplido con las
disposiciones reglamentarias establecidas para el efecto.
________________________________________
Ing. Juan Alejandro Neira Mosquera, PhD.
DIRECTOR DE PROYECTO INVESTIGACIÓN
iv
CERTIFICADO DEL REPORTE DE LA HERRAMIENTA DE
PREVENCIÓN DE COINCIDENCIA Y/O PLAGIO ACADÉMICO
Ing. Juan Alejandro Neira Mosquera PhD, en calidad de Director de Proyecto de
Investigación titulado “ESTUDIO DE LOS PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DE
CELULOSA A PARTIR DE TALLO, HOJAS Y RAQUIS CON FINES INDUSTRIALES,
DE PLÁTANO (Musa Acuminata Red Dacca, Musa Acuminata y Musa Paradisiaca)”, me
permito manifestar a usted y por intermedio al Consejo Académico de Facultad lo
siguiente:
Que, la estudiante ZAMBRANO MUÑOZ ROXANNA MERCEDES, egresada de la
Facultad Ciencias de la Ingeniería, ha cumplido con las correcciones pertinentes, e
ingresada su Proyecto de Investigación al sistema URKUND, tengo a bien certificar la
siguiente información sobre el informe del sistema anti plagio con un porcentaje de 6%.
________________________________________
Ing. Juan Alejandro Neira Mosquera, PhD.
DIRECTOR DE PROYECTO INVESTIGACIÓN
v
CERTIFICADO DE APROBACIÓN POR TRIBUNAL DE
SUSTENTACIÓN
UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
Título:
“ESTUDIO DE LOS PROCESOS PARA LA OBTENCIÓN DE CELULOSA A PARTIR DE
TALLO, HOJAS Y RAQUIS CON FINES INDUSTRIALES, DE PLÁTANO (Musa
Acuminata Red Dacca, Musa Acuminata y Musa Paradisiaca)”
Presentado al Consejo Académico de Facultad como requisito previo a la obtención del
título de Ingeniero Industrial.
Aprobado por:
________________________________________
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. Azucena Elizabeth Bernal Gutiérrez, MSc.
__________________________________ __________________________________
MIEMBRO DEL TRIBUNAL MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Robert Williams Moreira Macías, MSc. Ing. Rogelio Manuel Navarrete Gómez, MSc.
QUEVEDO – LOS RÍOS – ECUADOR
2018
vi
AGRADECIMIENTO
Le agradezco a Dios por haberme acompañado, por ser mi fortaleza en los momentos de
debilidad, brindarme una vida llena de aprendizajes, expericiencias y permitirme el haber
llegado hasta este momento tan importante de mi vida.
A la Universidad Técnica Estatal de Quevedo, Facultad de Ciencias de la Ingeniería,
Carrera de Ingeniería Industrial y docentes que la conforman, personas de gran sabiduría
quienes se han tomado el arduo trabajo de transmitirme sus diversos conocimientos para
mi formación, logrando importantes objetivos y obtener una afable titulación profesional.
Expreso mi agradecimiento profundo a mi tutor PhD. Ing. Juan Alejandro Neira Mosquera,
que con sus conocimientos, experiencia me aportó ideas para la realización del proyecto de
investigación, por su amistad y orientación ha logrado en mí que pueda culminar mis
estudios con éxitos.
A mis seres amados mi Madre Elite Muñoz, con su demostración ejemplar me ha enseñado
a no desfallecer ni rendirme ante nada y siempre preservar a través de sus sabios consejos,
por haberme dado la oportunidad de tener una excelente educación en trascurso de mi vida
y mi Hermana Denisse Zambrano, en ella tengo el espejo en el cual me quiero reflejar,
cada vez logra metas importantes y su gran corazón me llevan a admirarla cada día más
gracias por estar en los momentos más importantes de mi vida y brindarme tu apoyo
incondicional.
Mis amigos, compañeros de aula que supieron aceptarme para complementarnos con
nuetras debilidades y fortalezas e hicieron a lado nuestras diferencias y me brindaron su
amistad, confiaza y apoyo en momentos de mi vida universitaria.
Zambrano Muñoz Roxanna Mercedes
vii
DEDICATORIA
A Dios por haberme dado la vida, salud y
sabiduría, quien me permite estar aquí presente
para compartir mis logros con las personas que
más amo en mi vida.
A mi madre y hermana por ser los pilares
fundamentales en mi vida, por brindarme apoyo
incondicional que con sus sabios consejos me
enseñaron a ser preserverante y cumpla con mis
ideales como persona y profesional.
A mi padre, a pesar de nuestra distancia física,
siento que estás conmigo siempre y aunque nos
faltaron muchas cosas por vivir juntos, sé que
este momento hubiera sido tan especial para ti
como para mí.
Demás miembros de mi famila que han estado
siempre en cada momento de mi carrera
Universitaria, para brindarme aportes
invaluables que servirán para toda mi vida.
Zambrano Muñoz Roxanna Mercedes
viii
RESUMEN
El presente trabajo se basa en la elaboración de pulpa celulosa a partir de partes vegetativas
de tres variedades de plátano, con la finalidad del aprovechamiento de la fibra de plátano
como materia prima en la elaboración de papel, una de las cosnideraciones a tomar en
cuenta en la elaboración de celulosa es que la composición química de los residuos de
banano contienen lignina en un 9-10% con un 61.1% de celulosa que constituyen los
productos principales de este residuo. Para cumplir con este propósito se estudiaron los
siguientes factores: variedades de plátano, partes vegetativas y método de obtención de
celulosa. El experimento consistió en la selección de materia prima, tratamiento con ácido
ascórbico para prevenir oxidaciones, secado, molido, cocción, para esto se utilizó una
solución de NaOH a temperaturas entre 95 y 98ºC, posteriormente lavado, blanqueo de la
fibra con solución de peróxido de hidrógeno al 30%, luego se procedió a moldear y
prensar la lámina de papel en forma artesanal. Los datos que nos permitieron determinar
parámetros de calidad del papel fueron: humedad y cenizas de materia prima, en cuanto al
papel artesanal: humedad, cenizas, blancura y calibre / espesor del producto final, estos
análisis se realizaron en el Laboratorio de Bromatología de la Universidad Técnica Estatal
de Quevedo y los análisis del papel artesanal en el laboratorio de la Industria Papelera de
INPAECSA. El tratamiento estadístico de los resultados se realizó mediante ANOVA
(factorial A*B*C), para esto se realizo un total de 18 pruebas (unidades experimentales)
con tres replicas cada una y las diferencias de medias conclusiones se obtuvo aplicando la
prueba de TUKEY. Se concluyó que el mejor tratamiento fue el de Musa Paradisiaca +
Raquis + Reproceso (a2b1c1), al realizar comparaciones con estándares nacionales e
investigaciones se encontró parámetros aceptables ya que están dentro de los rangos
referenciados por varios autores; siendo una alternativa considerable la obtención de
celulosa que al tratarse de una zona con alta producción de banano, la parte vegetativa es
desaprovechada, ya que solamente la fruta tiene valor comercial.
Palabras claves :
Plátano, celulosa, proceso, blanqueo, papel.
ix
ABSTRACT
This work is based on the elaboration of pulp cellulose from vegetative parts of three
varieties of plantain, with the purpose of the use of the banana fiber as raw material in the
elaboration of paper, one of the cosnideraciones to take in Account in the elaboration of
cellulose is that the chemical composition of banana residues contain lignin in 9-10% with
a 61.1% cellulose that constitute the main products of this waste. In order to fulfil this
purpose, the following factors were studied: banana varieties, vegetative parts and the
method of obtaining cellulose. The experiment consisted in the selection of raw material,
treatment with ascorbic acid to prevent oxidation, drying, grinding, cooking, for this was
used a solution of NaOH at temperatures between 95 and 98 º C, subsequently washed,
bleaching of the fiber with Solution of hydrogen peroxide at 30%, then we proceeded to
mold and press the paper sheet in artisanal form. The data that allowed us to determine the
quality parameters of the paper were: moisture and ashes of raw material, as for the artisan
paper: humidity, Ashes, whiteness and caliber/thickness of the final product, these analyses
were carried out in the laboratory of Bromatology of the State Technical University of
Quevedo and the analysis of the artisan paper in the laboratory of the pulp industry of
INPAECSA. The statistical treatment of the results was carried out by ANOVA (factorial
A * B * C), for this was performed a total of 18 Tests (experimental units) with three
replicas each and the differences in mean conclusions was obtained by applying the
TUKEY test. It was concluded that the best treatment was Musa Paradisiaca + rachis +
reproceso (A2B1C1), when making benchmarks with national standards and research
found acceptable parameters as they are within the ranges referenced by several authors;
Being a considerable alternative to obtaining cellulose which is a zone with high banana
production, the vegetative part is wasted, because only the fruit has commercial value.
Keywords:
Banana, cellulose, process, bleanching, paper.
x
ÍNDICE GENERAL
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHO ........................................................ ii
CERTIFICACIÓN DE CULMINACIÓN DEL PROYECTO DE INVESTIGACIÓN .................... iii
CERTIFICADO DEL REPORTE DE LA HERRAMIENTA DE PREVENCIÓN DE
COINCIDENCIA Y/O PLAGIO ACADÉMICO ............................................................................. iv
CERTIFICADO DE APROBACIÓN POR TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN ............................. v
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN ................................................................................................. v
AGRADECIMIENTO ....................................................................................................................... vi
DEDICATORIA .............................................................................................................................. vii
RESUMEN ...................................................................................................................................... viii
ABSTRACT ...................................................................................................................................... ix
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 1
CAPÍTULO I .................................................................................................................................... 3
1.1. Problema de investigación………………………………………………………………. . 4
1.1.1. Planteamiento del problema................................................................................................ 4
1.1.2. Formulación del problema de la investigación ................................................................... 5
1.1.3. Sistematización del problema ............................................................................................. 5
1.2. Objetivos………………………………………………………………………………. 6
1.2.1. General ................................................................................................................................ 6
1.2.2. Específicos .......................................................................................................................... 6
1.4. Justificación……………………………………………………………………………… . 7
CAPÍTULO II ................................................................................................................................... 9
2.1. Marco Conceptual……………………………………………………………………….. 10
2.1.1. Generalidades del banano ................................................................................................. 10
2.1.2. Origen ............................................................................................................................... 10
2.1.3. Principales variedades....................................................................................................... 10
2.1.3.1. Gros Michel (Musa Acuminata) ....................................................................................... 10
2.1.3.2. Banana Cavendish (Musa Acuminata) .............................................................................. 10
2.1.3.3. Red Dacca (Musa Acuminata) .......................................................................................... 10
2.1.3.4. Hartón (Musa Paradisiaca) .............................................................................................. 11
2.1.4. Evolución de la industria del papel ..................................................................................... 11
xi
2.1.5. Papel artesanal .................................................................................................................. 11
2.1.6. Partes vegetativas del banano para la obtención de pulpa celulosa .................................. 12
2.1.6.1. Tallo .................................................................................................................................. 12
2.1.6.2. Hojas ................................................................................................................................. 12
2.1.6.3. Raquis ............................................................................................................................... 12
2.1.7. Pulpa Celulósica ............................................................................................................... 12
2.1.8. Lignina .............................................................................................................................. 13
2.1.9. Hidróxido de Sodio ........................................................................................................... 13
2.1.10. Peróxido de hidrogeno ...................................................................................................... 13
2.1.11. Contaminacion de la industria papelera ............................................................................ 13
2.1.12. Pasos para la elaboración del papel tradicional ................................................................ 14
2.1.13. Pasos para la elaboración del papel a base del pinzote de banano .................................... 15
2.1.14. La industrialización .......................................................................................................... 15
2.1.15. Balance de materia ............................................................................................................ 15
2.1.16. Proceso de producción industrial ...................................................................................... 16
2.1.17. Materias primás, producción industrial y necesidades humanas ...................................... 16
2.1.18. Diagramas de operación de procesos ................................................................................ 16
2.2. Marco referencial 17
2.2.1. La fibra vegetal como materia prima para la producción de papel y cartón ..................... 17
2.2.2. Propiedades óptimás de opacidad y de blancura ............................................................... 17
2.2.3. Calibre y resistencia al rasgado de papel .......................................................................... 18
CAPÍTULO III ............................................................................................................................... 19
3.1. Localización……………………………………………………………………………... 20
3.2. Tipo de investigación……………………………………………………………………. 20
3.2.1. Descriptiva ........................................................................................................................ 20
3.2.2. Bibliográfica ..................................................................................................................... 20
3.2.3. Experimental ..................................................................................................................... 20
3.3. Métodos de investigación………………………………………………………………...21
3.3.1. Inductivo ........................................................................................................................... 21
3.3.2. Deductivo .......................................................................................................................... 21
3.3.3. Analítico ........................................................................................................................... 21
3.4. Fuentes de recopilación de información………………………………………………... 21
3.5. Diseño de la investigación………………………………………………………………. 21
3.6. Instrumentos de la investigación………………………………………………………… 22
xii
3.6.1. Diseño estadístico de la investigación .............................................................................. 22
3.7. Tratamientos de la investigación………………………………………………………... 24
3.8. Variables de estudio…………………………………………………………………….. 25
3.9. Recursos humanos y materiales…………………………………………………………. 25
3.9.1. Talento humano ................................................................................................................ 25
3.9.2. Materiales y equipos…………………………………………………………………….. 25
3.10. Procedimental ................................................................................................................... 26
CAPÍTULO IV ............................................................................................................................... 28
4.1. Resultados general………………………………………………………………………. 29
4.1.1. Análisis físicos- químicos para la elaboración de papel artesanal . .................................. 29
4.2. Resultados del estudio de tres variedades de planta de plátano: Musa Acuminata Red
Dacca, Musa Acuminata y Musa Paradisiaca..para la obtención de celulosa
considerando…………………………………………………………………………….. 34
4.3. Resultados respecto a la extracción de partes vegetativas de planta de plátano (hojas,
raquis y tallos) para la obención de celulosa con fines
industriales……………………………………………………………………………. 36
4.4. Resultados respecto a los métodos de obtención de celulosa como materia prima para la
industria……………………………………………………………………………………………………………………….39
4.5. ........... Interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes vegetativas y método de
blanqueo). ......................................................................................................................... 41
4.6. Determinación del sistema de industrialización y producción de celulosa del mejor
tratamiento, aplicando diagramas de operaciones de proceso. ......................................... 46
4.6.1. Descripción de los procesos de obtención de pulpa para la elaboración de papel artesanal
a partir de residuos vegetativos de plátano. ...................................................................... 46
4.6.2. Balance del acondicionamiento de la materia para obtener el rendimiento . .................... 50
4.6.3. Balance de materia para obtener el rendimiento de papel artesanal. ................................ 51
4.6.4. Simbología del diagrama de operaciones de proceso ....................................................... 54
4.6.5. ............ Diagrama de operaciones del proceso de producción para la elaboración del papel
artesanal. ........................................................................................................................... 55
4.6.5.1. Resumen de eventos del diagrama de operaciones del proceso de producción para la
elaboración de papel artesanal .......................................................................................... 56
4.6.5.2. Diagrama de operaciones del proceso............................................................................... 56
4.7. Determinación de la capacidad de producción………………………………………….. 58
4.8. Discusión………………………………………………………………………………... 61
4.8.1. Respecto a la identificación de las características adecuadas para la obtención de celulosa
considerando tres variedades de planta de plátano ........................................................... 61
4.8.2. Respecto a la extracción de partes vegetativas de planta de plátano (hojas, raquis y tallos)
para la obención de celulosa con fines industriales……………………………………... 61
xiii
4.8.3. Respecto a los métodos de obtención de celulosa como materia prima para la industria..62
4.8.4. Respecto a la interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes vegetativas y
método de blanqueo). ........................................................................................................ 62
4.8.5. Respecto a la determinación del sistema de industrialización de celulosa del mejor t
ratamiento, aplicando diagramas de operaciones de proceso. .......................................... 63
4.9. Tratamiento de hipótesis………………………………………………………………… 63
CAPÍTULO V ................................................................................................................................. 65
5.1. Conclusiones……………………………………………………………………………. 66
5.1.1. Con respecto a las variedades de planta de plátano .......................................................... 66
5.1.2. En cuanto a las partes vegetativas (hojas, raquis y tallo) de planta de plátano para la
obtención de celulosa ........................................................................................................ 66
5.1.3. Respecto a los Métodos del Blanqueo (proceso y reproceso) de planta de plátano para la
obtención de celulosa. ....................................................................................................... 66
5.1.4. ........ Interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes vegetativas y Métodos del
Blanqueo). ......................................................................................................................... 67
5.1.5. Respecto a la determinación del sistema de industrialización de celulosa del mejor
tratamiento, aplicando diagramas de operaciones de proceso. ......................................... 67
5.2. Recomendaciones……………………………………………………………………….. 68
5.2.1. En cuanto a las variedades de planta de plátano ............................................................... 68
5.2.2. Partes vegetativas (hojas, raquis y tallo) de planta de plátano para la obtención de celulosa
……………………………………………………………………………………………………………………………………..68
5.2.3. Respecto a los Métodos del Blanqueo (proceso y reproceso) de planta de plátano para la
obtención de celulosa ........................................................................................................ 68
5.2.4. ........ Interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes vegetativas y Métodos del
Blanqueo). ......................................................................................................................... 69
5.2.5. Respecto a la determinación del sistema de industrialización de celulosa del mejor
tratamiento, aplicando diagramas de operaciones de proceso. ......................................... 69
CAPÍTULO VI ............................................................................................................................... 65
6.1 Bibliografia………………………………………………………………………………71
CAPÍTULO VII .............................................................................................................................. 73
7.1 Anexos……………………………………………………………………………………74
xiv
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Blancura y opacidad de tratamientos experimentales ......................................................... 17
Tabla 2 Requisitos de papel para cuadernos .................................................................................... 18
Tabla 3 Descripción de los factores de estudios que intervienen en el proceso de obtención de
pulpa celulósica de partes vegetativas……………………………………………………………... 22
Tabla 4 Esquema de análisis de varianza ......................................................................................... 23
Tabla 5 Características del experimento en la obtencion de pulpa celulosa para la elaboración de
papel ................................................................................................................................................. 23
Tabla 6 Combinación de los tratamientos para la obtención de la hoja de papel ............................. 24
Tabla 7 Materiales, equipos y reactivos utilizados en la elaboración de papel a partir de partes
vegetativas de planta de plátano. ...................................................................................................... 25
Tabla 8 Análisis de varianza de Humedad Materia Prima ............................................................... 29
Tabla 9 Análisis de varianza de Cenizas Materia Prima ................................................................. 29
Tabla 10 Análisis de varianza de Humedad Producto Final (papel artesanal) ................................. 30
Tabla 11 Análisis de varianza de Cenizas Producto Final (papel artesanal) ................................... 31
Tabla 12 Análisis de varianza de Blancura Producto Final (papel artesanal) ................................. 31
Tabla 13 Análisis de varianza de Calibre / Espesor Producto Final (papel artesanal) .................... 32
Tabla 14 Materiales e insumos empleados en el acondicionamiento de la materia prima ............... 51
Tabla 15 Materiales e insumos empleados en la elaboración de papel artesanal ............................. 53
Tabla 16 Simbología del diagrama de operaciones de proceso ........................................................ 54
Tabla 17 Resumen de eventos .......................................................................................................... 56
xv
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico 1 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) del papel artesanal para los niveles
del Factor A (Variedades de planta de plátano) ............................................................................... 34
Gráfico 2 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) del papel artesanal para los
niveles del Factor B (Partes Vegetativas)......................................................................................... 36
Gráfico 3 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) del papel artesanal para los niveles
del Factor C (Métodos del Blanqueo) .............................................................................................. 39
Gráfico 4 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) de la interacción de A*B*C ...... 41
xvi
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo 1 Resultados obtenidos en los tratamientos con respecto a los análisis de laboratorio ....... 74
Anexo 2 Procesos para la elaboración de papel artesanal ............................................................... 77
Anexo 3 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en la materia prima ........................... 82
Anexo 4 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en la materia prima ............................... 82
Anexo 5 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en el producto final (papel artesanal) . 83
Anexo 6 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en el producto final (papel artesanal) .... 84
Anexo 7 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en la materia prima de la interacción
A*B*C.............................................................................................................................................. 84
Anexo 8 Prueba de rangos múltiples: Análisis de blancura en el producto final (papel artesanal) .. 85
Anexo 9 Prueba de rangos múltiples: Análisis de calibre/espesor en el producto final (papel
artesanal) .......................................................................................................................................... 85
Anexo 10 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en la materia prima de la interacción
A*B*C.............................................................................................................................................. 86
Anexo 11 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en el producto final (papel artesanal)
interacción A*B*C ........................................................................................................................... 86
Anexo 12 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en el producto final (papel artesanal)
interacción A*B*C ........................................................................................................................... 87
Anexo 13 Prueba de rangos múltiples: Análisis de blancura en el producto final (papel artesanal)
interacción A*B*C ........................................................................................................................... 87
Anexo 14 Prueba de rangos múltiples: Análisis de blancura en el producto final (papel artesanal)
interacción A*B*C ........................................................................................................................... 87
xvii
CÓDIGO DUBLIN
Título:
Estudio de los procesos para la obtención de celulosa a partir de tallo,
hojas y raquis con fines industriales, de plátano (Musa Acuminata
Red Dacca, Musa Acuminata y Musa Paradisiaca)”
Autor: Zambrano Muñoz Roxanna Mercedes
Palabras clave: Plátano Celulosa Proceso Blanqueo Papel
Fecha de
publicación:
Editorial: Quevedo UTEQ 2018
Resumen:
El presente trabajo se basa en la elaboración de pulpa celulosa a partir de partes
vegetativas de tres variedades de plátano, con la finalidad del aprovechamiento de la
fibra de plátano como materia prima en la elaboración de papel, una de las
cosnideraciones a tomar en cuenta en la elaboración de celulosa es que la
composición química de los residuos de banano contienen lignina en un 9-10% con
un 61.1% de celulosa que constituyen los productos principales de este residuo. Para
cumplir con este propósito se estudiaron los siguientes factores: variedades de
plátano, partes vegetativas y método de obtención de celulosa. El experimento
consistió en la selección de materia prima, tratamiento con ácido ascórbico para
prevenir oxidaciones, secado, molido, cocción, para esto se utilizó una solución de
NaOH a temperaturas entre 95 y 98ºC,posteriormente lavado, blanqueo de la fibra
con solución de peróxido de hidrógeno al 30%, luego se procedió a moldear y
prensar la lámina de papel en forma artesanal. Los datos que nos permitieron
determinar parámetros de calidad del papel fueron: humedad y cenizas de materia
prima, en cuanto al papel artesanal: humedad, cenizas, blancura y calibre / espesor
del producto final, estos análisis se realizaron en el Laboratorio de Bromatología de
la Universidad Técnica Estatal de Quevedo y los análisis del papel artesanal en el
laboratorio de la Industria Papelera de INPAECSA. El tratamiento estadístico de los
resultados se realizó mediante ANOVA (factorial A*B*C), para esto se realizo un
total de 18 pruebas (unidades experimentales) con tres replicas cada una y las
diferencias de medias conclusiones se obtuvo aplicando la prueba de TUKEY. Se
concluyó que el mejor tratamiento fue el de Musa Paradisiaca + Raquis +
Reproceso (a2b1c1), al realizar comparaciones con estándares nacionales e
investigaciones se encontró parámetros aceptables ya que están dentro de los rangos
referenciados por varios autores; siendo una alternativa considerable la obtención de
celulosa que al tratarse de una zona con alta producción de banano, la parte
vegetativa es desaprovechada, ya que solamente la fruta tiene valor comercial.
Abstract:
This work is based on the elaboration of pulp cellulose from vegetative parts of three
varieties of plantain, with the purpose of the use of the banana fiber as raw material
in the elaboration of paper, one of the cosnideraciones to take in Account in the
elaboration of cellulose is that the chemical composition of banana residues contain
lignin in 9-10% with a 61.1% cellulose that constitute the main products of this
waste. In order to fulfil this purpose, the following factors were studied: banana
varieties, vegetative parts and the method of obtaining cellulose. The experiment
consisted in the selection of raw material, treatment with ascorbic acid to prevent
xviii
oxidation, drying, grinding, cooking, for this was used a solution of NaOH at
temperatures between 95 and 98 º C, subsequently washed, bleaching of the fiber
with Solution of hydrogen peroxide at 30%, then we proceeded to mold and press
the paper sheet in artisanal form. The data that allowed us to determine the quality
parameters of the paper were: moisture and ashes of raw material, as for the artisan
paper: humidity, Ashes, whiteness and caliber/thickness of the final product, these
analyses were carried out in the laboratory of Bromatology of the State Technical
University of Quevedo and the analysis of the artisan paper in the laboratory of the
pulp industry of INPAECSA. The statistical treatment of the results was carried out
by ANOVA (factorial A * B * C), for this was performed a total of 18 Tests
(experimental units) with three replicas each and the differences in mean
conclusions was obtained by applying the TUKEY test. It was concluded that the
best treatment was Musa Paradisiaca + rachis + reproceso (A2B1C1), when making
benchmarks with national standards and research found acceptable parameters as
they are within the ranges referenced by several authors; Being a considerable
alternative to obtaining cellulose which is a zone with high banana production, the
vegetative part is wasted, because only the fruit has commercial value.
Descripción: 105 hojas: dimensiones, 29 x 21 cm + CD-ROM
URI: (en blanco hasta cuando se dispongan los repositorio)
1
Introducción
El plátano es un frutal cuyo origen se considera del sudeste de Asia, aunque el cultivo
comercial se inicia en las islas Canarias de España. Actualmente la producción mundial es
de 58 millones de toneladas y los principales productores son los de Sudamérica, América
Central y Asia. El Ecuador está entre los principales productores y exportadores a nivel
mundial; para la temporada 2017-2018 Ecuador alcanzó un total exportado de 126 millones
de cajas, de las cuales el principal destino es Europa con un 34%, Rusia con un 22%,
Medio Oriente 12% y Estados Unidos el 10% [1].
Siendo el plátano unos de los productos agrícolas más completos por lo que su demanda
alimenticia es de suma importancia en la dieta diaria, Ecuador mantiene desde hace varios
años el liderazgo en la comercialización de esta fruta en el mercado internacional, debido a
su significativo incremento en cuanto a la producción, productividad y calidad de la fruta
ofertada [2].
De acuerdo a lo que menciona [3], Ecuador es un país que produce grandes cantidades de
banano, existen muchas empresas generadoras de residuo de ésta, lo que podría ser uno de
los principales beneficios para el desarrollo y producción de papel.
El papel es un producto que, debido a la importancia que posee tiene gran demanda en el
mercado, la utilización de fibra de plátano como materia prima es una alternativa en la
elaboración de papel, la composición química de los residuos contienen lignina en un 9-
10% difícil de biodegradar que junto con un 61.1% de celulosa que constituyen los
productos principales de este residuo [4].
Es de suma importancia enfocar investigaciónes que se basen en la elaboración de pulpa
celulósica a partir de partes vegetativas de banano considerando las características propias
de las diferentes variedades, con la finalidad de otorgar una alternativa a la industria
papelera. Con estas consideraciones se realizó el presente trabajo investigativo aplicando
métodos experimentales basados en técnicas estadísticas, en distintas etapas, logrando de
esta manera establecer el método de extracción de pulpa como materia prima en la
obtención de papel, de fibras de plátano (celulosa vegetal) de forma artesanal.
2
Tomando en cuenta que Ecuador es un país que produce grandes cantidades de plátano,
existen muchas empresas dedicadas a esta actividad, que asegurarían la obtención de
desechos sólidos que generalmente son desaprovechados, por lo tanto se pueden obtener a
bajos costos ya que se tratan de subproductos de las actividades comerciales, industriales
o agrícola.
Las industrias modernas buscan alternativas de usos para procesar partes vegetativas, que
de no hacerlo podrían cosntituirse en un problema ambiental, ya que incluso son foco de
cosntaminacion de enfermedades de esta planta, principalmente los: tallos, hojas y raquis
que no son comercializados. Para esto la industria propone procesos ya establecidos en la
obtención de celulosa similares a los usados en la industria papelera, de fuentes
tradicionales como es caso de la madera, los cuales están diseñados para materiales con
alto contenido de lignina [5] .
Un proceso industrial es una operación que transforma los aportes de materia e
información en productos, como parte de un sistema de producción insutrial. Es por ello
que el presente trabajo de investigación se fundamenta en lograr la elaboración de papel
de forma artesanal base de partes vegetativas de planta de plátano, para fomentar la
implementación de un proceso diferente y más eficiente al momento de crear este producto
evitando la tala de árboles que en su mayoría reduce la sostenibilidad del ecosistema y
potenciar la industria implantando nuevas líneas de producción y a la vez promoviendo la
creación de una fuente de trabajo.
CAPÍTULO I
CONTEXTUALIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
4
1.1. Problema de investigación
1.1.1. Planteamiento del problema
El mal uso de los recursos naturales en la zona de influencia de la Universidad Técnica
Estatal de Quevedo, debido a la falta de alternativas para un aprovechamiento íntegro,
sostenido y sustentable se evidencia en la explotación bananera, la misma que solamente su
fruta es comercializada dejando subproductos de gran valor sin procesamiento como es el
caso de las partes vegetativas (hojas, raquis y tallo) en muchos países estos restos
orgánicos de la cosecha, se han venido utilizando en distintas formás, ya sea como
alimento para animales o elaboración de abono de suelos para su postetior recuperación,
pero aun así no se ha logrado un valor agregado adecuado, es por ello que la reutilización
de las partes vegetativas del plátano para la elaboración de un papel podría ser una
alternativa ya que el costo ecológico es menor que el papel maderable, de esta forma
podríamos contribuir a solucionar problemás cada vez más notorios como es el caso de la
explotación de celulosa para la producción de papel y sus derivados; esto conlleva a la
explotación indiscriminada de la madera y sobreexplotación del suelo.
La fibra de la parte vegetativa de la planta de plátano puede ser transformada en papel el
cual tiene muchos usos, lo que permitiría reducir la tala de árboles para la obtención de
pulpa y su posterior fabricación. En la actualidad, en el contexto internacional las fibras
vegetales recuperan un espacio dentro del mercado mundial como insumos ventajosos en
sostenibilidad y protección del ambiente, precisamente los intereses o preferencias
ambientales de la sociedad están transformando un nuevo concepto del mercado global,
con conciencia ambiental, sustituyendo la elaboración de productos convencionales con la
aplicación de nuevas tecnologías y valor agregado.
La poca presencia de industrias en el Cantón Quevedo se debe a la falta de propuestas que
conlleven al aprovechamiento de materias primás no convencionales que actualmente son
desaprovechadas, como es el caso de la fibra de planta de plátano.
5
1.1.2. Formulación del problema de la investigación
El bajo nivel del aprovechamiento mediante procesos industriales de las materias primás de
a partitr de planta de plátano no son utilizados correctamente, limitando la producción de
celulosa y derivados en la zona de influencia de la Universidad Técnica Estatal de
Quevedo?
1.1.3. Sistematización del problema
¿Cuáles son las caracteísticas adecuadas para la utilización de celulosa ?
Las variedades de planta de plátano, a pesar de tener fibras vegetales, éstas varían de
acuerdo a su composición y propiedades.
¿Cuales de las partes de plátano obtienen mejores propiedades físico químicas?
En la obtención de la pulpa celulósica existen variables como son las partes vegetativas
(hojas, raquis y tallos) otorgan un impacto diferente de acuerdo a su aplicación debido a
que las hojas no poseen un alto porcentaje de fibra, debido a esto la pulpa que se desea
extraer de estas hojas brindará características que van a difererir en relación de las
propiedades físicas y mecánicas las cuales pueden ser perjudiciales en la obtención del
papel.
¿Cuáles de los dos métodos como obtención de celulosa determinará el mejor tratamiento?
Respecto a los métodos de blanqueo existirá el factor tiempo expuesto a agentes químicos,
ya que algunas de las variables con respecto a las partes vegetativas necesitarán
tratamientos más largos (proceso y reproceso) para liberación de celulosa y que podrían ser
utilizados en la industria. El análisis de estos factores permitirá determinar el mejor
proceso para la obtención de la pulpa mencionada.
¿Que sistema de industrialización y producción se aplicará para el mejor tratamiento?
Para obtener la capacidad de producción será de vital importancia obtener rendimiento
mediante un balance de, para mejor entendimiento de los procesos de producción el uso de
diagramas permitirán fácil indentificación de las actividades y sus relaciones.
6
1.2. Objetivos
1.2.1. General
Estudiar los procesos para la obtención de celulosa a partir de tallos, hojas y raquis con
fines industriales, de plátano (Musa Acuminata Red Dacca, Musa Acuminata y Musa
Paradisiaca).
1.2.2. Específicos
Identificar las características adecuadas para la obtención de celulosa considerando
tres variedades de planta de plátano: Musa Acuminata Red Dacca, Musa Acuminata
y Musa Paradisiaca.
Extraer diferentes partes vegetativas del plátano (hojas, raquis y tallos) para la
obtención de celulosa con fines industriales.
Establecer dos métodos de obtención de celulosa como materia prima para la
industria.
Determinar el sistema de industrialización y producción de celulosa del mejor
tratamiento, aplicando diagramas de operaciones de proceso.
1.3. Hipótesis
Nulas (H0)
H0: Las características de las variedades de planta de plátano no influyen en la calidad de
la celulosa. (Variedades: Musa Acuminata Red Dacca- Musa Acuminata- Musa
Paradisiaca)
7
H0: Las diferentes partes vegetativas de banano no influyen en las características físicos
químicas de la celulosa. (Hojas- Raquis- Tallos)
H0: Los métodos de obtención de celulosa no inciden en la característica del producto
obtenido como materia para la industria. ( Proceso- Reproceso)
Alternativas (Ha)
Ha: Las características de las variedades de planta de plátano si influyen en la calidad de la
celulosa. (Variedades: Musa Acuminata Red Dacca- Musa Acuminata- Musa Paradisiaca)
Ha: Las diferentes partes vegetativas de banano si influyen en las características físicos
químicas de la celulosa. (Hojas- Raquis- Tallos)
Ha: Los métodos de obtención de celulosa si inciden en la característica del producto
gobtenido como materia para la industria. ( Proceso- Reproceso)
1.4. Justificación
La producción de papel tradicional se realiza a través de la tala de árboles, ocasionando
altos niveles de contaminación, surge la necesidad de generar nuevos procesos
productivos, se evidenciará, la posibilidad de elaborar papel con un procedimiento
totalmente diferente, mucho más sustentable, y de esta forma evitar la tala continua de
árboles que provoca deforestación y daño al medio ambiente, factor que hasta ahora no ha
podido ser controlada y mucho menos concientizada por las personas en general debido al
crecimiento que tiene a diario la industria papelera.
La posibilidad de obtener otro subproducto, estableciendo tres variedades de planta de
plátano con la finalidad de estudiar las características, como materia prima se evaluarán
partes vegetativas ( hojas, raquis y tallos) para la obtención de celulosa, por esta razón el
proyecto es de mucha importancia ya que se daría a conocer una nueva alternativa para el
aprovechamiento de la materia prima, a su vez estableciendo métodos para su posterior
obtención con el propósito de identificar la incidencia en las características del producto
que se desea elaborar (papel artesanal), el cual es innovador en el medio actual y a la vez
8
promueve e incentiva nuevas prácticas de consumo de productos ecológicos y renovables,
mediante un máximo aprovechamiento se resolvería en parte el grave problema de la
contaminación que genera a escala global la producción de papel mediante el uso de fibras
madereras.
Los beneficios que podría tener la industria son desarrollar productos con nuevas
alternativas de materia prima no tradicional, los cuales serían atractivos para el consumidor
y abriría nuevos mercados, producir papel a partir de subproductos agrícolas, no
maderables, promete tener un impacto ambiental favorable, no solo por el manteniemiento
del bosque, sino también porque reduce la contaminación de los ríos en las áreas de
producción agrícola, por otra parte, preparar y recolectar la materia prima para elaborar la
pulpa de producción de papel en diversas formás, puede convertirse en una fuente
complementaria de ingreso de los productores, tomando en cuenta el desarrollo poblacional
será necesario contar con fuentes de empleo, una de ellas será potenciar la industria
implantando nuevas líneas de producción y a la vez promoviendo la creación de una fuente
de trabajo.
CAPÍTULO II
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DE LA INVESTIGACIÓN
10
2.1. Marco Conceptual
2.1.1. Generalidades del banano
Nombre común: Banano
Nombre científico: Musa Acuminata
Familia botánica: Musaceae [6].
2.1.2. Origen
El banano procede de las regiones del sureste de Asia y del pacífico en cuyos bosques de
vegetación natural pueden encontrarse todavía ejemplares ancestrales diploides, no
comestibles y con semillas. A lo largo de numerosos años varias subespecies de diploides
de Musa Acuminata se cruzaron de forma espontánea dando lugar a la producción de
numerosos híbridos inter específicos [7].
2.1.3. Principales variedades
2.1.3.1. Gros Michel (Musa Acuminata)
Tiene dos mutantes bien conocidos (Highgate y Cocos), el cultivar plantas gros michel
produce plantas vigorosas con racimos cilíndricos de gran peso con frutos grandes, de gros
apropiado y de color atractivo, por lo que fue durante muchos años el principal cultivar del
comercio mundial [7].
2.1.3.2. Banana Cavendish (Musa Acuminata)
El principal cultivar es Dwarf Cavendish, cuyas sinonimias son pequeña enana, plátano
canario y Dwarf Chinese, se encuentra ampliamente distribuido en el mundo, siendo la
variedad de menor altura cultivada comercialmente [7].
2.1.3.3. Red Dacca (Musa Acuminata)
El subgrupo red y Green red ninguno de estos dos tiene importancia comercial, pero son
muy conocidos debido a su amplia diseminación mundial. Se trata en realidad de clones de
11
jardín o de huertas de patio trasero cultivados para el consumo doméstico y poseen un bajo
índice de recolección. Red (Rojo) presenta un fruto color rojo a partir del cual se ha
producido por mutación un clon, Green Red (Rojo verde) de color verde [7].
2.1.3.4. Hartón (Musa Paradisiaca)
Los clones Hartón Dominico- Hartón están limitados por las condiciones climáticas, ay
que los suelos poco profundos y la distribución irregular de las lluvias afectan su
crecimiento, desarrollo y producción características similares en el color de su cáscara y
pulpa (amarilla y crema, respectivamente [8].
2.1.4. Evolución de la industria del papel
La producción de papel tiene sus inicios en China lo utilizaban como indumentarias de
materias primás para realización de lienzo, pasto y paja, para ello se golpeaban en
morteros de piedras aislando la fibra original. Entre los años 1844 y 1884 se desarrollaron
métodos para obtener pasta de madera, siendo rica en fibra en comparación de las hierbas
implicando abrasión mecánica para la aplicación de químicos en base de sosa cáustica,
sulfatos y sulfitos (Celulosa sulfato) dando si paso a la fabricación de pasta y papel en la
era moderna. Hoy en día, la industria se puede dividir en dos grandes sectores de acuerdo
con los tipos de productos fabricados, la pasta se elabora generalmente en grandes fábricas
situadas en las mismás zonas donde se recolecta la fibra [9].
2.1.5. Papel artesanal
El papel no es como todos conocemos una hoja neutra sin expresión, blanca y lisa, el papel
hecho a mano permite al artista crear desde la selección de la planta, hasta el tipo de
tratamiento mecánico que va aplicar, y puede empezar a crear con la pulpa en la mano, un
soporte expresivo que es a su vez es la obra plástica [10].
12
2.1.6. Partes vegetativas del banano para la obtención de pulpa celulosa
2.1.6.1. Tallo
Es una planta de órgano subterráneo que solo sobresale del suelo en la época de floración,
puede llamarse bulbo o cormo, y también se conoce como cabeza o cepa, tiene a la vez
caracteres de rizoma y bulbo. Es un importante órgano de almacenamiento, formado por el
cilindro central rodeado de un córtex protector del que emergen las raíces, las flores y los
retoños o hijos que continuarán la vida de la planta. La raíz es superficial, llegando hasta
1m [11].
2.1.6.2. Hojas
Las hojas son muy grandes, de 2 a 4m de largo y hasta medio metro de ancho, con un
peciolo de 1m o más de longitud y limbo elíptico alargado, ligeramente decurrente hacia el
peciolo, un poco ondulado y glabro. De la corona de hojas sale, durante un escapo
pubescente de 5 a 6cm de diámetro, terminado por un racimo colgante de 1-2m de largo.
Éste lleva una veintena de brácteas ovales alargadas, aguda, de color rojo púrpura,
cubiertas de un polvillo blanco harinoso; de las axilas de estas brácteas nacen a su vez las
flores [11].
2.1.6.3. Raquis
El raquis de los racimos de plátanos (Musa Paradisiaca) es un residuo de cosecha que se
acumula en los mercados concentradores de productos agrícolas sin ningún uso en la
alimentación animal y que puede ser un elemento contaminante del medio ambiente si no
se dispone racionalmente del mismo [12].
2.1.7. Pulpa Celulósica
La celulosa o fibra es el elemento constitutivo de la madera. Desde el punto de vista
químico, la celulosa es un polímero natural formado por unidades de glucosa. Las fibras se
encuentran en la madera unidas entre sí por un compuesto químico complejo llamado
13
lignina que le da la rigidez. La fabricación de la celulosa consiste en separar la fibra de la
lignina mediante procesos industriales químicos o mecánicos [13].
2.1.8. Lignina
La lignina es un polímero tridimensional complejo cuyas subunidades aromáticas son
sintetizadas a través de la ruta de los fenilpropanoides, además es un componente
fundamental que refuerza y proporciona rigidez a los tejidos vegetales y depositan de
manera abundante en células específicas de las plantas como esclereidas, elementos de los
vasos y fibras de xilema y floema [14].
2.1.9. Hidróxido de Sodio
El hidróxido de sodio, formula química (NaOH) es un sólido cristalino, sin olor y de
coloración blanco que aborde de manera rápida el dióxido de carbono y humedad del aire,
el cual proviene el nombre de sosa caustica que generalmente se conoce en la industria, y
es utilizado para superar la lignina de la celulosa [15].
2.1.10. Peróxido de hidrogeno
Los peróxidos son compuestos binarios que contienen mayores proporciones de oxigeno
que los óxidos simples. El óxido simple del hidrogeno es el agua, H2O. El peróxido de
hidrogeno, H2O2, es un líquido claro que tiene dos átomos de oxígeno por molécula. Es
algo inestable aunque no tato como el ozono. Desde el punto de vista termodinámico, es un
agente oxidante más fuerte que el oxígeno elemental, pero normalmente no tan activo
como el ozono [16].
2.1.11. Contaminacion de la industria papelera
Las industrias papeleras son una de las actividades que atentan a la estabilización del
medio ambiente, aunque el proceso de la fabricación de papel tiene un bajo índice de
contaminación, pero una vez que se inicia el proceso de blanqueamiento esto requerirá de
14
sustancias toxicas como el peróxido de hidrogeno, o dióxido de cloro, elementos que son
elevadamente contaminantes y tóxicos para el medio ambiente [17].
2.1.12. Pasos para la elaboración del papel tradicional
Traslado de la madera hasta la fábrica
Los leños de madera son llevados de la plantación forestal donde fueron cortados hasta la
industria donde va hacer fabricado el papel [17].
Descortezado de madera
Los leños de los árboles son introducidos a enormes rodillos. Lo que ocurre aquí es la
separación de la corteza del tronco debido al roce que se ocasionará entre ellos y entre el
tronco y la pared del cilindro interior [17].
Transformación de madera en pasta
Se refiere a la separación de las fibras que conforman el centro del tronco para lo cual se
rompen las uniones que existe entre las fibras y otros elementos, se realizan para este
proceso dos métodos [17].
Proceso mecánico.- Su proceso es similar al usado en un molino. Se refiere a una cámara
grande que gira sobre su eje, aquí es donde se fricciona y separan las fibras que tiene el
tronco del árbol al procesar [17].
Proceso químico.- La madera reducida a la granulometría adecuada se cuece en un gran
recipiente a presión añadiéndole diversos productos químicos tales como sosa caustica,
bisulfito sódico, etc. (dependiendo del sistema elegido y vapor de agua) [17].
Blanqueo de pasta
Dependiendo de la blancura inicial de las fibras, de la blancura que se quiera obtener en el
papel y del proceso empleado para la obtención de la pasta es necesario aplicar el sistema
de blanqueo adecuado. En general la pasta se trata con productos químicos tales como:
cloro, hipoclorito sódico, dióxido de cloro, peróxido de hidrogeno, sosa cautica [17].
Proceso de laminación de la pasta en máquina.
15
Consiste en poner las fibras en una suspensión acuosa con consistencias comprendidas
entre 4 y 12 gr/l. para que puedan unirse convenientemente y posteriormente secarse por
sistema gravimétricos, mecánico y térmicos para obtener una lámina de papel con una
proporción de humedad comprendida entre el 7y 9% [17].
2.1.13. Pasos para la elaboración del papel a base del pinzote de banano
Selección del pinzote
Limpieza del pinzote
Triturado del pinzote
Obtención de la fibra del banano
Ingresa a la prensa secadora para que la mása quede solida sin líquidos que genera el
mismo pinzote.
Se agrega el almidón, agua, jabón organizo y papel reciclado
La mása uniforme entra a la máquina de papel
Elaboración de la hoja
Pasa a la sección de embobinaje
Se obtienen las bobinas de papel a base del pinzote de banano [17].
2.1.14. La industrialización
Como derivación lógica de la industrialización se produce una clara diferenciación de la
producción primaria, generándose un proceso de agregación de valor que es resultado de
procesos de tranformación en términos de espacio, tiempo y forma, buscando maximizar la
satisfacción de los consumidores [18].
2.1.15. Balance de materia
Un balance de materia de un proceso industrial es una contabilidad exacta de todos los
materiales que entrea, salen, se acumlan o se agotan en el curso de intervalo de tiempo de
operación dado. Un balance de materia es de este modo una expresión de la ley de
conservación de ka mása teniendo en cuenta aquellos términos. Si se hiciesen medidas
directas del peso y composición de cada corriente que entra o sale en un proceso durante
16
un intervalo de tiempo dado y de variación en el inventario de material dentro del sistema
durante aquel intervalo, de tiempo no sería necesario ningún calculo. Pocas veces esto es
factible, de ahí que se hace indispensable el cálculo de las incógnitas [19].
2.1.16. Proceso de producción industrial
Está constituido por las faases consecutivas en la elaboración de un producto y precisa de
ciertos elementos como materia prima, mano de prbra calificada y determinada tecnología
más o menos compleja. El resultado del proceso de producción industrial es el producto
final, que constituye el eje en torno al cual gira todo; éste ostentará una serie de
características, de las cuales una es fundamental desde el punto de vista de la gestión y el
control de la producción: la calidad del producto [20].
2.1.17. Materias primás, producción industrial y necesidades humanas
Las industrias requiere, en su proceso de producción, de sustancias obtenidas de la
naturaleza en forma directa o de sustancias de producto de otras industias intermedias que
no se pueden utilizar para consumo final, dichas sustancias son llamadas materias primás y
se definen que son todas las sustancias que intervienen en un proceso productivo y son
transformadas hasta obtener productos finales, por ejemple, las sustancias obtenidas de
forma directa de la naturaleza. De las materias primás también se obtienen otros artículos
por métodos industriales, que reciben el nombre de productos de consumo intermedio y/o
final (manufacturas) [20].
2.1.18. Diagramas de operación de procesos
Son un documento clave en el diseño de un proceso. Muestra el arreglo o disposición del
equipo seleccionado para llevarlo a cabo y además indican la conexión de las corrientes,
tasas de flujo, composiciones y condiciones de operación.
El diagrama se elabora a partir de balance de materia alrededor de cada unidad y del
proceso completo, es el documento definitivo sobre el proceso su presentación debe ser
clara, exacta y completa. [21].
17
2.2. Marco referencial
2.2.1. La fibra vegetal como materia prima para la producción de papel
y cartón
La madera está constituida en un 50% por celulosa, la materia prima fundamental para
fabricar papel y cartón. Actualmente más de la mitad de la celulosa empleada en la
fabricación de papel y cartón se obtiene de la madera. El resto se extrae de otras fibras
vegetales, que provienen de diferentes tipos de arbustos, y del papel reciclado [22].
2.2.2. Propiedades óptimás de opacidad y de blancura
La siguiente investigacio de grado “ Elaboración y caracterización del papel artesanal de la
corona del fruto de dos variedades de piñas Ananas Comosus (L.) Merr”. Fue realizada en
México por Maricela Hernández Ortega, bajo la dirección de los tutores Dra. Goytia
Jiménez Maria Antonieta, Dr. Turrado Saucedo José y Dr. Hernández José Anzaldo, en el
año 2008; se puede determinar que la combinación de los tratamientos presentan similitud
en la blancura en un rango del 14 – 18% [23]
Tabla 1 Blancura y opacidad de tratamientos experimentales
Fuente: Hernández Maricela, (2008)
Elaborado por: Zambrano, R (2018)
18
2.2.3. Calibre y resistencia al rasgado de papel
La Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2904, requisitos de papel para cuadernos,
establece los requisitos que debe cumplir el papel empleado en cuadernos, en el año 2015
en la ciudad de Quito – Ecuador. Para determinar la comparación con el papel artesanal
obtenido a partir de partes vegetativas de planta de plátano [24].
Tabla 2 Requisitos de papel para cuadernos
Requisitos Unidades Mínimo Máximo Método de ensayo
Calibre µm 60 ---- NTE INEN-ISO 534
Resistencia al rasgado
dirección transversal
mN 275 ---- NTE INEN-ISO 1974
Fuente: Servicio Ecuatoriano de Normalización INEN, (2015)
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
20
3.1. Localización
El presente trabajo de investigación se realizó en las instalaciones de la Universidad
Técnica Estatal de Quevedo, ubicada en la Avenida Quito Km 1 ½ vía a Santo Domingo
de los Tsáchilas, en los Laboratorios Taller de Agroindustria y Bromatología, se utilizó
materiales, equipos y reactivos disponibles, la materia prima fue recolectada en Fumisa
recinto San Pedro la variedad Musa Acuminata Red Dacca en la Hacienda “La Milo” , la
variedad Musa Acuminata en la Hacienda “Nola”, y en el recinto Fátima la variedad Musa
Paradisiaca.
3.2. Tipo de investigación
3.2.1. Descriptiva
Se aplicó basada en la problemática de la poca presencia de industrias en el Cantón
Quevedo, mediante el cual se debe a la falta de propuestas que conlleven al
aprovechamiento de materias primás no convencionales que actualmente son
desaprovechadas, como es el caso de la fibra del banano y sus derivados.
3.2.2. Bibliográfica
Este tipo de investigación se basó en la recopilación de información en libros, documentos,
revistas e investigaciones científicas, normás acerca del requerimiento del papel, fueron
fundamentos para el análisis y discusión de los resultados obtenidos.
3.2.3. Experimental
Se empleó en el proceso de obtención de pulpa celulosa a través de las partes vegetativas
de tres variedades de planta de banano (hojas, raquis y tallo), se realizó las variables
planteadas y se priorizó las actividades para la obtención de la hoja de papel.
21
3.3. Métodos de investigación
3.3.1. Inductivo
Este método se utilizó para determinar que son más notorios los problemás de explotación
de celulosa para la producción de papel y sus derivados, generando problemás ambientales,
es por ello que se establece el método para el aprovechamiento de los desechos que
podrían ser utilizados como materia prima para procesos industriales.
3.3.2. Deductivo
Permitió establecer que las partes vegetativas de planta de plátano (hojas, raquis y tallos)
son una nueva alternativa la obtención de celulosa, los cuales serán atractivos para el
consumidor implantando nuevas líneas de producción, evitando la deforestación y
sobreexplotación del suelo.
3.3.3. Analítico
Se empleó analisís de laboratorio para determinar cenizas, humedad, blancura y
calibre/espesor; mediante un diseño experimental el cual permitió analizar factores de
estudio para la elaboración de papel artesanal, los cuales conllevaron a conocer las
diferentes reacciones de cada tratamiento para determinar el mejor método.
3.4. Fuentes de recopilación de información
La recopilación de la información se la realizó en fuentes secundarias como documentos,
artículos científicos y tesis similares en temás relacionados de obtención de pulpa celulosa
de fibra vegetales y normativa nacional referida a la fabricación de papel.
3.5. Diseño de la investigación
Para el estudio experimental del proceso de obtención de pulpa celulósica derivada de tres
variedades de planta de plátano y partes vegetativas (hojas, tallos y raquis) además se
consideró dos método de blanqueo( proceso y reproceso), se plantea un diseño factorial
(A*B*C), con los niveles A=3; B=3 y C=2, dando como resultado en total 18 tratamientos
22
que fueron sometidos en el estudio planteado con 3 repeticiones. Los factores de estudio se
plantean de la siguiente manera:
Tabla 3 Descripción de los factores de estudios que intervienen en el
proceso de obtención de pulpa celulósica de partes vegetativas.
Factores Simbología Descripción
A: Variedades de planta de
Plátano
ao
a1
a2
Musa Acuminata Red
Dacca
Musa Acuminata
Musa Paradisiaca
B: Partes vegetativas b0
b1
b2
Hojas
Raquis
Tallos
C: Método de Blanqueo c0
c1
Proceso
Reproceso
Elaborado por: Zambrano.R (2018)
3.6. Instrumentos de la investigación
3.6.1. Diseño estadístico de la investigación
La tabla Nº 4, muestra detalladamente a continuación el esquema de análisis de varianza,
con las replicas, los factores A (variedad de planta de plátano) B (partes vegetativas) ;C
(método de blanqueo) y las interacciones AB (variedad de planta de plátano * partes
vegetativas); AC (variedad de planta de plántano * método de blanqueo; BC ( partes
23
vegetativas * método de blanqueo; ABC (variedades de planta de plátano * partes
vegetativas * método de blanqueo),
Tabla 4 Esquema de análisis de varianza
FUENTE DE VARIACIÓN GRADOS DE LIBERTAD
Replica 2
Factor A (Variedades de planta de
plátano)
2
Factor B (Partes vegetativas) 2
Factor C (Método de blanqueo) 1
A*B 4
A*C 2
B*C 2
A*B*C 4
Error Experimental 34
TOTAL 53
Elaborado por: Zambrano.R (2018)
La tabla Nº5, muestra a continuación el número de tratamientos, repeticiones y unidades
experimentales dando un total de 54, para las características en la obtención de pulpa
celulosa para la elaboración de papel de forma artesanal.
Tabla 5 Características del experimento en la
obtencion de pulpa celulosa para la elaboración de
papel
Número de tratamientos 18
Número de repeticiones 3
Unidades experimentales 54
Elaborado por: Zambrano.R (2018)
24
3.7. Tratamientos de la investigación
Se aplicó la herramienta estadística Stat Graphics, para los tratamientos se combinaron
todos los niveles de los factores de estudio; las variedades de planta de plátano; partes
vegetativas y procesos de blanqueo, se detallan a continuación:
Tabla 6 Combinación de los tratamientos para la obtención de la hoja
de papel
Nº Tratamientos Combinación
1 a0b0c0 Musa Acuminata Red Dacca + Hojas + Proceso
2 a0b0c1 Musa Acuminata Red Dacca + Hojas + Reproceso
3 a0b1c0 Musa Acuminata Red Dacca + Raquis + Proceso
4 a0b1c1 Musa Acuminata Red Dacca + Raquis + Reproceso
5 a0b2c0 Musa Acuminata Red Dacca + Tallo+ Proceso
6 a0b2c1 Musa Acuminata Red Dacca + Tallo + Reproceso
7 a1b0c0 Musa Acuminata + Hojas + Proceso
8 a1b0c0 Musa Acuminata + Hojas + Reproceso
9 a1b1c0 Musa Acuminata + Raquis + Proceso
10 a1b1c1 Musa Acuminata + Raquis + Reproceso
11 a1b2c0 Musa Acuminata + Tallo + Proceso
12
13
14
15
16
17
18
a1b2c0
a2b0c0
a2b0c1
a2b1c0
a2b1c1
a2b2c0
a2b2c1
Musa Acuminata + Tallo + Reproceso
Musa Paradisiaca + Hojas + Proceso
Musa Paradisiaca + Hojas + Reproceso
Musa Paradisiaca + Raquis + Proceso
Musa Paradisiaca + Raquis + Reproceso
Musa Paradisiaca + Tallo + Proceso
Musa Paradisiaca + Tallo + Reproceso
Elaborado por: Zambrano. R (2018)
25
3.8. Variables de estudio
En el estudio de las características de la parte vegetativa de la planta de plátano se estudian
las siguientes variables cuantitativas:
Humedad de materia prima
Humedad de producto final (papel artesanal)
Cenizas de materia prima
Cenizas de producto final (papel artesanal)
Blancura de producto final (papel artesanal)
Calibre de producto final (papel artesanal)
3.9. Recursos humanos y materiales
3.9.1. Talento humano
En el desarrollo de ésta investigación intervinieron especialistas del laboratorio para los
diferentes análisis que fueron realizados para la obtención de pulpa celulosa.
3.9.2. Materiales y equipos
Se presenta en forma detalla la lista de materiales y equipos utilizados en la realización de
la investigación:
Tabla 7 Materiales, equipos y reactivos utilizados en la elaboración de
papel a partir de partes vegetativas de planta de plátano.
Materiales Equipos Otros Reactivos
Guantes,
máscarillas,mandil. Molino
Cámara
fotográfica
Solución de
hidróxido de
sodio 0.5 molar.
Recipientes metálicos,
quemador a gas Estufa Memmert Computadora
Peróxido de
hidrogeno 30%.
26
Recipientes de 8 L con
tapas
Termómetro
TRACEABLE Flash memory Ácido ascórbico,
Tamiz Balanza eléctrica
OHAUS Etiquetas
Agua
desionizada
Papel fibra Prensa Marcadores Ácido bórico
Vaso de precipitación de
200ml
Potenciómetro
OAKTON
Ácido
clorhídrico
Bastidor rectangular Mufla Ácido sulfúrico
Bolsas con cierre y de
papel.
Destilador de
proteína
Pastillas
catalizadoras y
Benzoato de
Sodio
Elaborado por: Zambrano. R (2018)
3.10. Procedimental
Para el desarrollo de la investigación se utilizó 2000 g de hojas, 2000 g de tallos y 3000 g
de raquis. El proceso de liberación de celulosa empezó con el acondicionamiento de las
partes vegtativas de la planta de plátano, luego se procedió a triturar, remojar en 2 litros de
agua 20g de ácido ascórbico en un lapso de 10 min, luego deshidratar por 5 dias a 60ºC,
posterior a pesar y ver cuánto perdió de agua para ello se empleó un regla de 3 simple,
moler y pesar el material seco. Posteriormente se sometió a una solución del 0,5 % de
ácido ascórbico para evitar la oxidación, posteriormente se sometió al proceso de
liberación de celulosa para esto se utilizó una solución de Hidroxido de Sodio (NaOH) a
una concentración de 0,5 molar, esto se sometió a baño maria por 30 min para cada
tratamiento con una temperatura entre 95ºC y 98ºC, finalizando se dejó reposar por 8 días
en recipientes de 8litros con tapa, al cabo se realizó el lavado de la fibra con agua
desionizada. Posteriormnete se realizó el proceso de blanqueamiento con peróxido de
hidrógeno a una concentración del 30% durante 24 horas, finalmente se procedió a lavar
con agua desionizada para retirar el agente blanqueador y formar la hoja de papel.
27
Para la elaboración de la lámina de papel se procedió a realizar el moldeado utilizando un
bastidor rectangular con dimensiones internas de 14,8 x 21,1 cm, posteriormente se
efectuó el prensado con la finalidad de extraer la mayor cantidad de agua contenida con
una prensa manual de acero inoxidable durante 24 horas, luego se realizó el secado a
temperatura ambiente por 96 horas y finalmente obteniendo la hoja de papel artesanal de
partes vegatativas (hojas, tallos y raquis) de planta de plátano.
En los análisis de la calidad del papel para determinar las pruebas físicos – químicos se
emplearon varios equipos: estufa para determinar la humedad, mufla para determinar
cenizas, Technidyne determinar la blancura de la lámina de papel y un micrómetro digital
para el calibre o espesor.
En la investigación realizada se aplicó el diseño factorial (A*B*C): factor A pertenece a
variedades de planta de plátano (Musa Acumunita Red Dacca, Musa Acuminata y Musa
Paradisiaca), factor B partes vegetativas (Hojas, Raquis y Tallos), factor C (Método de
blanqueo).
La materia prima fue recolectada en haciendas bananeras de la zona de Fumisa ubicada en
Buena Fe, Los Ríos. Los análisis de laboratorio se hicieron por duplicados para cada
tratamiento. Con lo que respecta al análisis de datos se empleó el paquete estadístico
StatGraphics Centurión de la Universidad de Mássachusetts, para la separación de medias
de los niveles de tratamientos se acudirá a la prueba de significación de TUKEY (p>0.5).
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
29
4.1. Resultados general
4.1.1. Análisis físicos- químicos para la elaboración de papel artesanal .
Tabla 8 Análisis de varianza de Humedad Materia Prima
Fuente Suma de
Cuadrados
G
l
Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-
P EFECTOS PRINCIPALES
A:Variedades 391736, 2 195868, 25,48 0,0000*
B:Parte Vegetativa 375410, 2 187705, 24,42 0,0000*
C:Método de Blanqueo 8426,0 1 8426,0 1,10 0,3025
D:Replicas 13226,6 2 6613,31 0,86 0,4320
INTERACCIONES
AB 778245, 4 194561, 25,31 0,0000*
AC 16900,8 2 8450,38 1,10 0,3446
BC 16878,3 2 8439,13 1,10 0,3451
ABC 33809,1 4 8452,27 1,10 0,3726
RESIDUOS 261337, 34 7686,38
TOTAL (CORREGIDO) 1,89597E6 53
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
Interpretación: Los resultados de la Tabla Nº 8 (ANOVA) de Humedad Materia Prima
de la pulpa nos muestra, que los niveles del factor A (Variedades de planta de plátano),
factor B (Parte Vegetativa) y la interacción AB mostraron diferencia significativa, mientras
que el factor C (Método de Blanqueo) y las interacciones AC, BC Y ABC, no se obtuvo
diferencia significativa. En el caso de las replicas al no encontrarse diferencia significativa
asumimos que existe normalidad en la toma de datos, el análisis estadístico es confiable y
por lo tanto se continua con el experimento.
Tabla 9 Análisis de varianza de Cenizas Materia Prima
Fuente Suma de
Cuadrados
G
l
Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-
P EFECTOS PRINCIPALES
A:Variedades 10,7968 2 5,3984 24,14 0,0000
*
B:Parte Vegetativa 196,899 2 98,4493 440,22 0,0000
*
C: Método de Blanqueo 0,353646 1 0,353646 1,58 0,2171
D:Replicas 0,519881 2 0,259941 1,16 0,3249
INTERACCIONES
AB 51,835 4 12,9588 57,95 0,0000
*
AC 0,536693 2 0,268346 1,20 0,3137
BC 0,528904 2 0,264452 1,18 0,3188
ABC 1,23381 4 0,308452 1,38 0,2617
RESIDUOS 7,60365 3 0,223637
30
4
TOTAL (CORREGIDO) 270,307 5
3
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
Interpretación: Los resultados de la Tabla Nº 9 (ANOVA) de Cenizas de la Materia
Prima en la pulpa nos muestra, que los niveles del factor A (Variedades de planta de
plátano), factor B (Parte Vegetativa) y la interacción AB mostraron diferencia
significativa, mientras que el factor C (Método de Blanqueo) y las interacciones AC, BC Y
ABC, no se obtuvo diferencia significativa. En el caso de las replicas al no encontrarse
diferencia significativa asumimos que existe normalidad en la toma de datos, el análisis
estadístico es confiable y por lo tanto se continua con el experimento.
Tabla 10 Análisis de varianza de Humedad Producto Final (papel artesanal)
Fuente Suma de
Cuadrados
G
l
Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-
P EFECTOS PRINCIPALES
A:Variedades 185,225 2 92,6125 667,06 0,0000
*
B:Parte Vegetativa 278,819 2 139,409 1004,1
2
0,0000
*
C: Método de Blanqueo 1076,47 1 1076,47 7753,4
5
0,0000
*
D:Replicas 0,373804 2 0,186902 1,35 0,2737
INTERACCIONES
AB 550,982 4 137,745 992,14 0,0000
*
AC 81,4561 2 40,728 293,35 0,0000
*
BC 206,78 2 103,39 744,69 0,0000
*
ABC 547,138 4 136,785 985,22 0,0000
*
RESIDUOS 4,72046 3
4
0,138837
TOTAL (CORREGIDO) 2931,96 5
3
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
Interpretación: Con respecto a los análisis de humedad en el producto final (papel
artesanal), la Tabla Nº 10 (ANOVA) nos indica, que en los factores A (Variedades de
planta de plátano), factor B ( Partes vegetativa), factor C (Método de Blanqueo) y en las
interacciones AB, AC, BC, ABC existió diferencia singificativa. En el caso de las replicas
31
asumimos que existe normalidad en la toma de datos por lo tanto se continua con el
experimento.
Tabla 11 Análisis de varianza de Cenizas Producto Final (papel artesanal)
Fuente Suma de
Cuadrados
G
l
Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-
P EFECTOS PRINCIPALES
A:Variedades 257,65 2 128,825 6277,07 0,0000
*
B:Parte Vegetativa 9,57318 2 4,78659 233,23 0,0000
*
C: Método de Blanqueo 1110,39 1 1110,39 54104,6
5
0,0000
*
D:Replicas 0,0505481 2 0,0252741 1,23 0,3045
INTERACCIONES
AB 399,17 4 99,7926 4862,45 0,0000
*
AC 69,4941 2 34,7471 1693,07 0,0000
*
BC 101,305 2 50,6527 2468,08 0,0000
*
ABC 426,964 4 106,741 5201,02 0,0000
*
RESIDUOS 0,697785 3
4
0,0205231
TOTAL (CORREGIDO) 2375,3 5
3
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
Interpretación: Los resultados de la Tabla Nº 11 (ANOVA) en los análisis realizados de
cenizas en el producto final nos indica, que en los factores A (Variedades de planta de
plátano), factor B (Partes vegetativa), factor C (Método de Blanqueo) y en las
interacciones AB, AC, BC, ABC existió diferencia singificativa. En el caso de las replicas
asumimos que existe normalidad en la toma de datos por lo tanto se continua con el
experimento.
Tabla 12 Análisis de varianza de Blancura Producto Final (papel artesanal)
Fuente Suma de
Cuadrados
G
l
Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-
P EFECTOS PRINCIPALES
A:Variedades 973,534 2 486,767 1839,54 0,0000
*
B:Parte Vegetativa 10657,6 2 5328,78 20137,9
7
0,0000
*
C: Método de Blanqueo 778,165 1 778,165 2940,76 0,0000
32
*
D:Replicas 0,50467 2 0,252335 0,95 0,3954
INTERACCIONES
AB 196,777 4 49,1942 185,91 0,0000
*
AC 201,311 2 100,656 380,39 0,0000
*
BC 407,121 2 203,56 769,27 0,0000
*
ABC 538,317 4 134,579 508,59 0,0000
*
RESIDUOS 8,99686 3
4
0,264614
TOTAL (CORREGIDO) 13762,3 5
3
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
Interpretación: En la Tabla Nº 12 (ANOVA) con respecto a la Blancura en el producto
final elaborado a partir de residuos vegetativos de planta de plátano mos indica, que en los
niveles del factor A (Variedades de planta de plátano), factor B (Partes vegetativa), factor
C (Método de Blanqueo) y en las interacciones AB, AC, BC, ABC existió diferencia
singificativa. En el caso de las replicas asumimos que existe normalidad en la toma de
datos, el análisis estadísticoes confiable por lo tanto se continua con el experimento.
Tabla 13 Análisis de varianza de Calibre / Espesor Producto Final (papel artesanal)
Fuente Suma de
Cuadrados
G
l
Cuadrado
Medio
Razón-
F
Valor-
P EFECTOS PRINCIPALES
A:Variedades 3,9878 2 1,9939 41,87 0,0000
*
B:Parte Vegetativa 1,2524 2 0,626202 13,15 0,0001
*
C: Método de Blanqueo 0,952017 1 0,952017 19,99 0,0001
*
D:Replicas 0,283159 2 0,14158 2,97 0,0646
INTERACCIONES
AB 0,387452 4 0,096863 2,03 0,1116
AC 2,59868 2 1,29934 27,28 0,0000
*
BC 2,01241 2 1,00621 21,13 0,0000
*
ABC 2,42598 4 0,606494 12,73 0,0000
*
RESIDUOS 1,61931 3
4
0,0476267
TOTAL (CORREGIDO) 15,5192 5
3
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
33
Interpretación: Con respecto a los análisis de Calibre / Espesor en el producto final (papel
artesanal), la Tabla Nº 13 (ANOVA) nos indica, que en los factores A (Variedades
Método de Blanqueo de planta de plátano), factor B ( Partes vegetativa), factor C (Método
de Blanqueo), en las interacciones AC, BC, ABC existió diferencia singificativa y en la
interacción AB no existió diferencia significativa. En el caso de las replicas asumimos que
existe normalidad en la toma de datos por lo tanto se continua con el experimento.
34
M paradisiacaM. AcuminataM. Acuminata Red Dacca
Gráfico Caja y Bigotes
0
10
20
30
40
50
Hu
med
ad
Pro
du
cto
Fin
al
Variedades
4.2. Resultados del estudio de tres variedades de planta de plátano:
Musa Acuminata Red Dacca, Musa Acuminata y Musa
Paradisiaca..para la obtención de celulosa considerando
Gráfico 1 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) del papel artesanal para
los niveles del Factor A (Variedades de planta de plátano)
1.- Humedad Materia Prima 2.- Cenizas Materia Prima
3.- Humedad Producto Final 4.- Cenizas Producto Final
5.- Blancura Producto Final 6.- Calibre / Espesor Producto Final
M paradisiacaM. AcuminataM. Acuminata Red Dacca
Gráfico Caja y Bigotes
9,3
11,3
13,3
15,3
17,3
19,3C
en
izas M
ate
ria P
rim
a
Variedades
M paradisiacaM. AcuminataM. Acuminata Red Dacca
Gráfico Caja y Bigotes
0
5
10
15
20
25
30
Cen
izas P
rod
ucto
Fin
al
Variedades
M paradisiacaM. AcuminataM. Acuminata Red Dacca
Gráfico Caja y Bigotes
4,8
5,8
6,8
7,8
8,8
9,8
10,8
Hu
med
ad
Mp
Variedades
35
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
El cuadro Nº1 con respecto a la humedad de materia prima se obtuvo dos grupos
homogéneos A(a1,a2 ) y B (b0), no mostró diferencia entre las variedades Musa
Acuminata Red Dacca y Musa Paradisiaca, sin embargo se observó diferencia significativa
en la variedad Musa Acuminata; mostrando el valor más bajo (a1 = 7,21) y el valor más
alto (a0 =8,25).
El cuadro Nº 2 se evaluó la variable cenizas en la materia prima, se obtuvo dos grupos
homogéneos , no mostró diferencia entre las variedades A(a2, a0) en B (a1) mostró
diferencia significativa, el valor más bajo se observa en Musa Paradisiaca (a2= 13,02) y el
valor más alto se obtiene en Musa Acuminata (a1= 14,00).
En cuanto a la humedad en el producto final (papel artesanal) mostró diferencia
significativa en las tres variedades, obteniendo el valor más bajo en la variedad Musa
Acuminata Red Dacca (a0= 13,20); seguido de Musa Acuminata (a1=16,31) y el valor más
alto en Musa Paradisiaca ( a2= 17,62).
En cenizas del producto final mostró diferencia significativa entre las variedades, se
observan tres grupos homogéneos A(a2), B(a1) y C (a0), obteniendo el valor más bajo en
Musa Paradisiaca (a2= 6,15) y el valor más alto en Musa Acuminata Red Dacca (a0 =
11,40).
En cuanto a la variable de blanqueo en el producto final se encontró diferencia significativa
en los medios de los tratamientos aplicando la prueba de Tukey, se encontró tres grupos
M paradisiacaM. AcuminataM. Acuminata Red Dacca
Gráfico Caja y Bigotes
23
33
43
53
63
73
Bla
nq
ueo
del
Pro
du
cto
Fin
al
Variedades
M paradisiacaM. AcuminataM. Acuminata Red Dacca
Gráfico Caja y Bigotes
1,4
1,9
2,4
2,9
3,4
3,9
4,4
Cali
bre
/Esp
eso
r P
rod
ucto
fin
al
Variedades
36
homogéneos A (a0), B (a1) y C (a2), el valor más bajo se observa en Musa Acuminata Red
Dacca (a0 = 45,90) y Musa Paradisiaca (a2= 56,21) el valor más alto.
El cuadro Nº 6 se evaluó la variable calibre / espesor en el producto final, no muestra
diferencia entre las variedades de Musa Acuminata y Musa Paradisiaca, se mostró
diferencia significativa en la variedad Musa Acuminata Red Dacca obteniendo dos grupos
homogéneos A (a2, a0) y B (a1), el valor más bajo se observa en (a1= 2,11) y el valor más
alto se obtiene en Musa Acuminata Red Dacca (a0 = 2,71).
4.3. Resultados respecto a la extracción de partes vegetativas de planta
de plátano (hojas, raquis y tallos) para la obención de celulosa con
fines industriales
Gráfico 2 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) del papel artesanal para
los niveles del Factor B (Partes Vegetativas)
1.- Humedad Materia Prima 2.- Cenizas Materia Prima
3.- Humedad Producto Final 4.- Cenizas Producto Final
Hojas Raquis Tallo
Gráfico Caja y Bigotes
9,3
11,3
13,3
15,3
17,3
19,3
Cen
izas M
ate
ria P
rim
a
Parte Vegetativa
Hojas Raquis Tallo
Gráfico Caja y Bigotes
4,8
5,8
6,8
7,8
8,8
9,8
10,8
Hu
med
ad M
p
Parte Vegetativa
37
5.- Blancura Producto Final 6.- Calibre / Espesor Producto Final
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
El cuadro Nº1 respecto a la variable humedad de materia prima se obtiene dos grupos
homogéneos A( b1,b2) y B (b0), no se muestra diferencia entre las partes vegetativas de
raquis y tallo sin embargo existe diferencia significativa en el factor b0 (hojas) con el valor
más bajo (b0 =5,70) y el valor más alto se obtiene (b2 =9,33).
En cuanto a la variable cenizas de materia prima se obtuvo diferencia significativa en las
partes vegetativas de planta de plátano, el valor más bajo se encontró en (b1= 10,99) y el
valor más alto en (b2= 15,67).
En humedad del producto final no se encontró diferencia significativa en partes
vegetativas, el valor más bajo se obtuvo en raquis (b1= 12,91) y el valor más alto en hojas
(b0=18,47).
El cuadro Nº3 indica que no existió diferencia significativa en las partes vegetativas, el
valor más bajo se observó en tallo (b2= 7,89) y el valor más alto en hojas (b0= 8,84).
Hojas Raquis Tallo
Gráfico Caja y Bigotes
0
10
20
30
40
50
Hu
med
ad P
rod
uct
o F
inal
Parte VegetativaHojas Raquis Tallo
Gráfico Caja y Bigotes
0
5
10
15
20
25
30
Cen
izas
Pro
du
cto
Fin
al
Parte Vegetativa
Hojas Raquis Tallo
Gráfico Caja y Bigotes
23
33
43
53
63
73
Bla
nq
ueo
del
Pro
du
cto
Fin
al
Parte VegetativaHojas Raquis Tallo
Gráfico Caja y Bigotes
1,4
1,9
2,4
2,9
3,4
3,9
4,4
Cali
bre
/Esp
eso
r P
rod
ucto
fin
al
Parte Vegetativa
38
Con respecto a la blancura se observa diferencia significativa en hojas con el valor más
bajo (b0= 30,86), mientras que en las partes vegetativas raquis y tallo no mostró diferencia
significativa, con el valor más alto en tallo (b2= 61,94).
El cuadro Nº6 indica que no existió diferencia significativa en las partes vegetativas de
planta de plátano, el valor más bajo se halló en raquis (b1= 2,11) y el valor más alto en tallo
(b2= 2,43).
39
4.4. Resultados respecto a los métodos de obtención de celulosa como
materia prima para la industria.
Gráfico 3 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) del papel artesanal para
los niveles del Factor C (Métodos del Blanqueo)
1.- Humedad Materia Prima 2.- Cenizas Materia Prima
3.- Humedad Producto Final 4.- Cenizas Producto Final
5.- Blancura Producto Final 6.- Calibre / Espesor Producto Final
Proceso Reproceso
Gráfico Caja y Bigotes
9,3
11,3
13,3
15,3
17,3
19,3
Cen
izas
Mat
eria
Pri
ma
Liberación De Celulosa Por Métod
Proceso Reproceso
Gráfico Caja y Bigotes
0
10
20
30
40
50
Hu
med
ad
Pro
du
cto
Fin
al
Liberación De Celulosa Por Métod
Proceso Reproceso
Gráfico Caja y Bigotes
0
5
10
15
20
25
30
Cen
izas
Pro
du
cto
Fin
al
Liberación De Celulosa Por Métod
Proceso Reproceso
Gráfico Caja y Bigotes
4,8
5,8
6,8
7,8
8,8
9,8
10,8
Hu
med
ad
Mate
ria P
rim
a
Ciclos de Blanqueo
40
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
Respecto a la variable humedad en la materia prima indica que no se encontró diferencia
significativa en los medios de los tratamientos aplicando la prueba tukey, obteniendo el
valor más bajo en reproceso (c0= 7,68) y el valor más alto en proceso ( c1= 7,70).
En cenizas de materia prima no se halló diferencia significativa en el factor de obtención
de celulosa en métodos de blanqueo, con el valor más bajo en reproceso (c1= 13,28) y el
valor más alto en proceso (c0= 13,45).
En cuanto a la humedad en el producto final se encontró diferencia significativa en los
medios de los tratamiento, el valor más bajo en reproceso (c1= 11,24) y el valor más alto en
proceso (c0= 20,17).
En el cuadro Nº 4 cenizas en el producto final, indica que se obtuvo diferencia significativa
en el método del Blanqueo, el valor más bajo se da en proceso (c0= 3,94) y el valor más
alto en reproceso (c1=13,01).
En el blanqueo no se obtuvo diferencia significativa, el valor más bajo se halló en proceso
(c0= 46,87) y el valor más alto en reproceso (c1= 54,46).
En cuanto a la variable de calibre / espesor no se encontró diferencia significativa en el
factor Métodos del Blanqueo, se mostró el valor más bajo en proceso (c0= 2,19) y el valor
más alto en reproceso (c1= 2,46).
Proceso Reproceso
Gráfico Caja y Bigotes
23
33
43
53
63
73
Bla
nq
ueo
del
Pro
du
cto
Fin
al
Liberación De Celulosa Por Métod Proceso Reproceso
Gráfico Caja y Bigotes
1,4
1,9
2,4
2,9
3,4
3,9
4,4
Cali
bre
/Esp
eso
r P
rod
ucto
fin
al
Liberación De Celulosa Por Métod
41
4.5. Interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes
vegetativas y método de blanqueo).
Gráfico 4 Indica los resultados de la prueba de Tukey (p < 0.05) de la interacción de
A*B*C
Humedad Materia Prima
Ceniza Materia Prima
42
Humedad Producto Final
Ceniza Producto Final
43
Blanqueo
Calibre / Espesor
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
En cuanto a la humedad de la materia prima, se encontró diferencia significativa entre los
medios de los tratamientos aplicando la prueba tukey, el efecto de la interacción de las
44
variedades de planta de plátano, partes vegetativas y métodos de blanqueo. Los valores más
bajos se econtraron en la variedad (Musa Acuminata), partes vegetativas (hojas) y el factor
métodos de blanqueo en (proceso) y (reproceso) con valores de (4,89 y 4,90) ; los valores
más altos se dan en la variedad (Musa Paradisiaca) en la parte vegetativa (tallo) y en
métodos de blanqueo en (proceso) y (reproceso) con valores de (9,76 y 9,86).
En el análisis de cenizas de materia prima los valores bajos se encontraron en la variedad
(Musa Acuminata Red Dacca), parte vegetativa (raquis) y en métodos de blanqueo
(proceso) con valor de (9,81); en variedad (Musa Acuminata Red Dacca), parte vegetativa
(raquis) y métodos de blanqueo (reproceso) con valor de (9,83); la variedad Musa
Paradisiaca, en raquis y en reproceso (9,96) y en la variedad Musa Paradisiaca, en raquis
y método de blanqueo (proceso) con el valor de (10,03); los valores más alto se encontraron
en la variedad de Musa Acuminata Red Dacca, en partes vegetativas (tallo) y métodos de
blanqueo ( reproceso) con el valor de (16,86) y asi mismo en la misma variedad y parte
vegetatitva con la diferencia en métodos de blanqueo en proceso con el valor de (16,87).
Encontrándose diferencia siginificativa entre los medios de los tratamientos aplicando la
prueba tukey.
En la humedad del producto final se encontró el menor valor en la variedad (Musa
Acuminata Red Dacca), en cuanto a parte vegetativa el raquis para el factor C métodos de
blanqueo en (reproceso) con un valor de (7,77), existiendo diferencia significativa; el valor
más alto se encontró en la variedad (Musa Paradisiaca) en la parte vegetativa de hojas y
métodos de blanqueo en proceso (40,44), existiendo diferencia significativa entre los
medios de los tratamientos aplicando la prueba de tukey.
En cenizas del producto final (papel artesanal), se encontró diferencia significativa entre los
medios de los tratamientos aplicando la prueba tukey, el valor más bajo se obtuvo en la
variedad (Musa Acuminata) en parte vegetativa (raquis) y métodos de blanqueo (proceso)
con el valor de (2,16) ,en cuanto al valor más alto se obtuvo en la variedad Musa
Acuminata Red Dacca en cuanto a parte vegeativa también raquis y en el factor C métodos
de blanqueo en reproceso con un valor de (29,00).
45
Respecto al análisis de blancura, se obtuvieron los valores más bajo en la variedad de
(Musa Acuminata Red Dacca), en parte vegatativa (hojas) y en métodos de blanqueo como
método de obtención en proceso con un valor de ( 23,64) y en la variedad de Musa
Acuminata, en hojas y proceso (24,41); y el valor más alto respeco a la variable de
blanqueo del (papel artesanal) en la variedad Musa Paradisiaca , en la parte vegetativa de
raquis y métodos de blanqueo (reproceso) con un valor de (69,96). Encontrando diferencia
entre los medios de los tratamientos aplicando la prueba de tukey.
En cuanto al calibre/ espesor del papel artesanal el menor valor se encontró en la variedad
Musa Paradisiaca, en tallos y proceso con un valor de (1,67), y el valor más alto se obtuvo
en la variedad Musa Acuminata Red Dacca ,en la parte vegetativa (hojas) y en métodos de
blanqueo como método de obtención (proceso) con el valor de (3,66), aplicando la prueba
de tukey se encontró diferencia entre los medios de los tratamientos.
46
4.6. Determinación del sistema de industrialización y producción de
celulosa del mejor tratamiento, aplicando diagramas de
operaciones de proceso.
4.6.1. Descripción de los procesos de obtención de pulpa para la
elaboración de papel artesanal a partir de residuos vegetativos de
plátano.
1. Recepción de materia prima: Se realizó la recolección de residuos vegetativos de
platanos en Fumisa recinto San Pedro la variedad Musa Acuminata en la Hacienda
“Nola”,la variedad Musa Acuminata Red Dacca en la Hacienda “La Milo” y en el
recinto Fátima la variedad Musa Paradisiaca, obteniendo 3 kilos de hojas y tallos y 2
kilos de raquis de las tres variedades de plátano.
2. Secado: Se realizó este proceso con la finalidad de conseguir un contenido de humedad
menor al 10%, colocando 3000gr de raquis y 2000gr de hojas y tallos; se utilizó una
estufa Memmert con una temperatura de 60ºC por un tiempo de 5 dias (120horas).
3. Molienda: Se realizó este proceso moliendo la materia prima (hojas, tallos y raquis) de
las 3 variedades deshidratadas, con la finalidad de obtener partículas pequeñas de 0,400
mm utilizando un molino manual, posterior se obtuvieron las muestras molidas con un
peso de 50 gr por tratamiento para realizar el siguiente paso.
4. Cocción: Se sometió a baño maría por 30 min las muestras de 50gr de peso, sumergida
en una solución de hidróxido de sodio (NaOH) disuelto a una concentración 0.5 Molar,
a una temperatura entre 95ºC a 98ºC, la cual fue controlada con un termómetro digital.
5. Reposo 1: Se dejó macerar la materia prima sumergida en (NaOH) en recipientes
cerrados sin presencia de oxígeno en un lapso de 8 dias.
6. Tamizado 1: Se procedió a tamizar las muestras con la finalidad de separar las fibras
del licor negro generado en el proceso de cocción, se asume que el tamaño de todas las
partículas retenidas por el tamiz es de tamaño medio entre 0,400mm y 0,063mm.
7. Lavado 1: Este proceso consistió eliminar los restos del licor negro que se formó en el
47
proceso de cocción, lavando las muestras con agua desionizada hasta lograr que el agua
no salga color verde para hojas, café para raquis y amarilla para los tallos.
8. Blanqueo 1: Terminado el proceso anterior, la fibra lavada fue sometida al proceso de
blanqueo añaniendole 200 ml de peróxido de hidrógeno por muestra con una
concentración del 30%.
9. Reposo 2: Se dejó reposar el peróxido de hidrógeno como agente blanqueador durante
un tiempo de 24 horas.
10. Tamizado 2 : Extracción del peróxido de hidrógeno con la utilización del tamiz para
extraer la mayor cantidad.
11. Lavado 2: Con agua desionizada se procedió a la eliminación del peróxido de
hidrógeno concentrado en la pulpa vegetativa.
12. Moldeado 1: Formación de la hoja de papel artesanal usando un bastidor rectangular.
13. Prensado 1: Este proceso consistió en eliminar la mayor cantidad de agua con el fin
de extraer la humedad de la fibra para realizar la hoja de papel usando una prensa
manual pequeña de acero inoxidable, dejando actuar por 48 horas.
14. Secado 1: A una temperatura ambiente de 5 dias se procedió a secar obteniendo la
lamina de papel artesanal.
15. Producto final: Se obtuvo la hojas de papel artesanal apartir de partes vegetativas de
planta de plátano para los tratamientos siguientes por lo que el factor de estudio C
corresponde a procesos:
a0b0c0 Musa Acuminata Red Dacca + Hojas + Proceso
a0b1c0 Musa Acuminata Red Dacca + Raquis + Proceso
a0b2c0 Musa Acuminata Red Dacca + Tallo + Proceso
a1b0c0 Musa Acuminata + Hojas + Proceso
a1b1c0 Musa Acuminata + Raquis + Proceso
a1b2c0 Musa Acuminata + Tallo + Proceso
a2b0c0 Musa Paradisiaca + Hojas + Proceso
48
a2b1c0 Musa Paradisiaca + Raquis + Proceso
a2b2c0 Musa Paradisica + Tallo + Proceso
16. Cocción 2 : Luego de realizar el factor de estudio C0 que corresponde a procesos, se
realizó el mismo procedimiento omitendo los pasos de recepción de materia prima,
secado y molienda, se realizó el factor de estudio C1 desde cocción se sometió a baño
maría por 30 min colocando 500 ml de NaOH ( Hidróxido de Sodio) al 40%.
17. Reposo 3: Se dejó reposar la fibra sumergida en NaOH al 40% en un lapso de 8 dias
en ambiente cerrado sin presencia de oxígeno.
18. Reposo 4: Se lavó con agua desionizada la fibra para extraer los restos de NaOH y se
dejó reposar por 24 horas benzoato de sodio para que actue como conservante.
19. Tamizado 3: Se procedió a tamizar las muestras con la finalidad de separar las fibras
del licor negro generado en el proceso de cocción
20. Lavado 3: Se realizó la eliminación de restos de licor negro con agua desionizada
varias veces hasta que el agua salga de color amarillo.
21. Blanqueo 2: Una vez lavada la fibra, fue sometida al proceso usando peróxido de
hidrógeno como agente blanqueador.
22. Reposo 5: Se dejó actuar por 24 horas el peróxido de hidrógeno.
23. Tamizado 4: Remoción del agente blanqueador de la pulpa con utilización de un
tamiz.
24. Lavado 4: Eliminar por completo los restos de peróxido de hidrógeno con agua
desionizada contenido en la pulpa.
25. Moldeado 2: Formación de la lámina de papel utilizando papel absorbente e ir
moldeando hasta obtener la forma de la hoja.
26. Prensado 2: Este proceso logró eliminar la mayor cantidad de agua contenida usando
una presna manual pequeña de acero inoxidable, con un lapso de 48 horas.
49
27. Secado 2: Se dejó secar la lámina de papel a temperatura ambiente por un tiempo de 5
dias.
28. Hoja de papel: Se obtuvo la hojas de papel artesanal apartir de partes vegetativas de
planta de plátano para los tratamientos siguientes por lo que el factor de estudio C1
corresponde a reproceso:
a0b0c1 Musa Acuminata Red Dacca + Hojas + Reproceso
a0b1c1 Musa Acuminata Red Dacca + Raquis + Reproceso
a0b2c1 Musa Acuminata Red Dacca + Tallo +Reproceso
a1b0c1 Musa Acuminata + Hojas + Reproceso
a1b1c1 Musa Acuminata + Raquis + Reproceso
a1b2c1 Musa Acuminata + Tallo + Reproceso
a2b0c1 Musa Paradisiaca + Hojas + Reproceso
a2b1c1 Musa Paradisiaca + Raquis + Reproceso
a2b2c1 Musa Paradisiaca + Tallo + Reproceso
50
4.6.2. Balance del acondicionamiento de la materia para obtener el
rendimiento .
Musa Paradisiaca + Raquis + Reproceso
(a2b1c1)
Entrada Salida
Recepción de
materia prima
3000g
Secado H2O= 2797,65 g
202,35 g
Molienda Merma= 54g
145,35 g
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
Rendimiento: Se calculó en base al cociente del peso que ingresa (materia prima) sobre el
peso de salida (fibra seca) hasta el proceso de molienda para su posterior procedimiento
para la elaboración de papel artesanal.
R: Rendimiento
P.F: Peso final
P.I: Peso inicial
𝑅 =𝑃. 𝐹
𝑃. 𝐼∗ 100%
𝑅 =145,35 𝑔
3000 𝑔∗ 100%
𝑅 = 4,85 %
Del valor de 145,35 g que se obtuvo en el balance de rendimienro de materia prima hasta el
proceso de molienda, en el cual se tomó en cuenta 50 g para continuar con el proceso hasta
la obtención de papel artesanal.
51
Tabla 14 Materiales e insumos empleados en el acondicionamiento de la materia prima
Materiales Cantidad Porcentaje
Materia prima de raquis 3000 g 93,16 %
Ácido ascórbico 20 g 0,62 %
Agua 200g 6,21 %
Total 3220,00g 100 %
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
4.6.3. Balance de materia para obtener el rendimiento de papel artesanal.
50,00g
NaOH= 500,00 g
Total= 500,00 g
Cocción 1
H2O= 11,00 g
539,00 g
Reposo 1
539,00 g
Tamizado 1
Licor negro= 18,00 g
521,00 g
H2O= 1713,00 g
Lavado 1 H2O= 1750,00 g
Peróxido de Hidrógeno
222,00 g
484,00 g
Blanqueo
706,00 g
Reposo 2
706,00 g
Tamizado 2 Peróxido de Hidrógeno= 180g
526,00g
H2O= 1142,00 g Lavado 2 H2O= 1215,00 g
453,00g
52
Reproceso
453,00 g
NaOH=500,00 g
Total= 500,00 g
Cocción
H2O= 65,00 g
888,00
g
Reposo 3- 4
888,00
g
Tamizado 3 Licor negro= 104,00 gr
784,00
g
H2O= 500,00 g
Lavado 3 H2O= 545,00 g
Peróxido de Hidrógeno
222,00 g
739,00
g
Blanqueo 2
961,00
g
Benzoato de Sodio
10,00 g
Reposo 5
971,00
g
Tamizado 4
Peróxido de Hidrógeno=
718,00 g
253,00g
H2O= 200,00 g Lavado 4 H2O= 250,00 g
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
203,00 g
Moldeado H2O= 30,00 g
173,00 g
Prensado H2O= 8,00 g
165,00 g
Secado H2O= 85,00 g
80,00 g
Hoja de papel
artesanal
80,00 g
53
Rendimiento: Se calculó en base al cociente del peso que ingresa (materia prima) sobre el
peso de salida (papel artesanal).
R: Rendimiento
P.F: Peso final
P.I: Peso inicial
𝑅 =𝑃. 𝐹
𝑃. 𝐼∗ 100%
𝑅 =71,00 𝑔
1454,00 𝑔∗ 100%
𝑅 = 4,88 %
Tabla 15 Materiales e insumos empleados en la elaboración de papel artesanal
Materiales Cantidad Porcentaje
Materia prima de raquis 50 g 0,99%
Hidróxido de sodio 1000g 19,76%
Agua desionizada 3555g 70,27%
Benzoato de Sodio 10g 0,19
Peróxido de hidrógeno 444 g 8,77%
Total 5059,00g 100 %
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
En cuanto al cálculo en base del peso que ingresa, de la variedad Musa Paradisiaca, parte
vegetativa del raquis y como método de obtención en reproceso, ingresó 3000 g de raquis
como materia prima, se obtuvo 145,35 g hasta el proceso de molienda (fibra seca), dando el
primer rendimiento con un valor del 4,85%; para el segundo balance de materia se tomó 50
g de materia prima de raquis (fibra seca) hasta la obtención de pulpa celulosa para la
elaboración de papel en forma artesanal, se obtuvo 80 g y un rendimiento de 4,88%,
observando una diferencia del 0,03%.
54
4.6.4. Simbología del diagrama de operaciones de proceso
Tabla 16 Simbología del diagrama de operaciones de proceso
SÍMBOLO
NOMBRE
DESCRIPCIÓN
Operación
Cambio o transformación de
componente o combinación de
componente de un productor por
medios mecánicos, físico o
químico.
Inspección
Acción de controlar que se efectúe
bien una operación o transporte, o
verificar la calidad del producto,
comporando los valores ejecutados
con los programados.
Demora o retraso
Es la espera de un turno por los
cuellos de botella del proceso o
cuando lo exige el propio proceso.
Transposrte
Acción de mover un material,
elementos del proceso de un lugar a
otro, en una operación, inspección
o almacenaje.
Almacenamiento
Almacenar los materiales,
productos en proceso o productos
terminados en espera de la
siguiente operación.
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
55
4.6.5. Diagrama de operaciones del proceso de producción para la
elaboración del papel artesanal.
15 Prensado 1
2880 min 16 Secado 1
7200 min 17
2
4
5
3
6
Secado en estufa 60 °C
7200 min
Materia prima a
laboratorio 60min
Molienda
60 min
Cocción 1
30 min
Fibra seca a
laboratorio 60min
8 Tamizado 1
5 min
9
12
Lavado 1
5 min
Blanqueo1
2min
11 Reposo2
1440 min
Tamizado 2
5min
13 Lavado 2
5min
14 Moldeado 1
15min
Prensado 1
48 horas
Hoja de papel artesanal
del factor C0 10min
18 Cocción 2
30min
19
20
21
9
22
23
25
26
24
28
27
Reposo 4
1440 min
Reposo 3
480 min
Reposo 5
1440 min
Blanqueo 2
2 min
Lavado 3
5min
Tamizado
3
5min
Lavado 4
5min
Tamizado
4
5min
Moldeado 2
15min
Reposo 1
480 min
Secado 2
7200 min
Hoja de
papel
artesanal del
factor C1
10min
Recepción de materia
prima 60 min 1
7
29
10
56
4.6.5.1. Resumen de eventos del diagrama de operaciones del proceso de
producción para la elaboración de papel artesanal
Tabla 17 Resumen de eventos
Eventos Cantidad Distancia
km
Tiempo
minutos
Operaciones 19 24,674
Inspecciones 2 20,00
Transportes 2 60 1/2 120,00
Demoras 5 5.280,00
Almacenamiento 1 60,00
Total 29 60 𝟏/𝟐 30.154,00
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
4.6.5.2. Diagrama de operaciones del proceso
Actividades d T
Recepción m.p 60
M.p a laboratorio 60 60
Secado 7200
Molienda 𝟏/𝟐 60
Fibra seca a lab. 60
Cocción 1 30
Reposo 1 480
Tamizado 1 5
Lavado 1 5
Blanqueo 1 2
57
Reposo 2 1440
Tamizado 2 5
Lavado 2 5
Moldeado 1 15
Prensado 1 2880
Secado 1 7200
Obtención p.f 10
Cocción 2 30
Reposo 3 480
Reposo 4 1440
Tamizado 3 5
Lavado 3 5
Blanqueo 2 2
Reposo 5 1440
Tamizado 4 5
Lavado 4 5
Moldeado 2 15
Secado2 7200
Obtención p.f 10
Total 20 2 2 5 1 60 𝟏/𝟐 30.154,00
Elaborado por: Zambrano. R (2018).
58
4.7. Determinación de la capacidad de producción
Se calculó en base al cociente del peso que ingresa 3000 g de materia prima (raquis) hasta el proceso de molienda, puesto que para el siguiente
proceso solo ingresó 50,00 g para la obtención de papel de forma artesanal.
A
Recepción
3000,00 g
Desperdicio
93,26 %
Utilizado
6,24 %
B
Secado
202,35 g
Desperdicio
28,16 %
Utilizado
71,83 %
C
Molienda
145,35 g
Desperdicio
73,57 %
Utilizado
26,42 %
59
D
Cocción
50,00 g
Desperdicio
2,00 %
Utilizado
98,00 %
E
Reposo 1
539,00 g
Desperdicio
1,67 %
Utilizado
98,33 %
F
Tamizado1
530,00 g
Desperdicio
1,70 %
Utilizado
98,30 %
G
Lavado 1
521,00 g
Desperdicio
7,11%
Utilizado
92,89
H
Blanqueo 1
697,00 g
Desperdicio
0%
Utilizado
100 %
I
Reposo 2
706,00 g
Desperdicio
0 %
Utilizado
100 %
J
Tamizado 2
706,00 g
Desperdicio
0 %
Utilizado
100 %
K
Lavado 2
526,00 g
Desperdicio
13,88 %
Utilizado
86,12 %
L
Reproceso
453,00 g
Desperdicio
0 %
Utilizado
100%
M
Cocción 2
953,00 g
Desperdicio
6,83 %
Utilizado
93,17 %
60
N
Reposo 3-4
888,00 g
Desperdicio0 %
Utilizado
100 %
O
Tamizado 3
888,00 g
Desperdicio
5,74 %
Utilizado
88,28 %
P
Lavado 3
784,00 g
Desperdicio
5,74 %
Utilizado
94,26 %
Q
Blanqueo 2
961,00 g
Desperdicio
0 %
Utilizado
100 %
R
Reposo 5
961,00 g
Desperdicio
0 %
Utilizado
100 %
S
Tamizado 4
971,00 g
Desperdicio
73,95 %
Utilizado
26,05 %
T
Lavado 4
253,00 g
Desperdicio
19,77 %
Utilizado
80,23 %
U
Moldeado 2
203,00 g
Desperdicio
14,78 %
Utilizado
85,22 %
V
Prensado 2
173,00 g
Desperdicio
4,63 %
Utilizado
95,37 %
W
Secado 2
165,00 g
Despercidio 51,52 %
Utilizado 48,48 %
X
Papel Artesanal
80,00 g
Desperdicio
0 %
Utilizado
100 %
61
El sistema de producción para la obtención de celulosa (papel de manera artesanal) consta
de varios procesos con precedencia simple, en este caso la capacidad de producción se dio
por la capacidad instalada del cuello de botella (en este caso es E reposo 1 y N reposo 3-4 )
el cual no hay despercidio y la utilidad es del 100%, son los procesos con menor velocidad
de producir entre los procesos y que trabaja a su máxima capacidad instalada.
4.8. Discusión
4.8.1. Respecto a la identificación de las características adecuadas para la obtención
de celulosa considerando tres variedades de planta de plátano
En cuanto a los resultados del análisis de humedad en la materia prima se obtuvo el
resultado más bajo en la variedad Musa Acuminata con el valor de (7,21), encontrándose
este valor por debajo del rango de 15%, según Martinez, C. et al, 2016. En lo que respecta
a ceniza en la materia prima, la variedad Musa Acuminata tuvo un mejor resultado (14,00),
el cual está dentro del rango 12 -14 %, según Sanchez, D. 2014. En cuanto a la humedad
del producto final (papel artesanal), la variedad Musa Acuminata Red Dacca estableció el
mejor resultado con un porcentaje de (13,20 ), el cual es superior a 7-9 % obtenido por
Davalos,M. y Zurita, S. 2010. La variedad Musa Acuminata Red Dacca en lo que
concierne a cenizas del producto final (papel artesanal) nos dio un mejor resultado con
(11,40), el cual se encuentra por debajo de 12%, obtenido por Guarnizo,A. y Martinez,
P.2011. En el blanqueo de la pulpa de papel la variedad Musa Paradisiaca generó un
mejor porcentaje de blancura (56,21), el cual es inferior a 88-90 %, según Gonzalez, J. y
Pereira, M.2014. En lo que respecta al calibre la variedad Musa Acuminata proporcionó un
mejor resultado (2,11 mm), el cual es inferior de 2,58-3,00 mm, según Gomez, C. 2011.
4.8.2. Respecto a la extracción de partes vegetativas de planta de plátano (hojas,
raquis y tallos) para la obención de celulosa con fines industriales
Con respecto al análisis de humedad en la materia prima se mostró el mejor resultado en
hojas (5,70) encontrándose este por debajo de 15%, según Martinez, C. et al, 2016. En
cuanto a ceniza se tuvo un mejor resultado en tallo (15,67 ), el cual está por encima del
rango 12 -14 %, según Sanchez, D. 2014. En lo que concierne a la humedad del producto
62
final (papel), el raquis resultó tener el mejor resultado con un porcentaje de (12,91), el cual
es superior a 7-9 % obtenido por Davalos,M. y Zurita, S. 2010. En ceniza del producto
final (papel), nos dió como resultado en hojas con un valor de (8,84), el cual se encuentra
por debajo de 12%, obtenido por Guarnizo,A. y Martinez, P.2011. En el blanqueo de la
pulpa de papel el tallo generó un mejor porcentaje de blancura (61,94), el cual es inferior a
88-90 %, según Gonzalez, J. y Pereira, M.2014. En lo que respecta al calibre el raquis
proporcionó un mejor resultado (2,11 mm), el cual es inferior de 2,58 -3,00 mm, según
Gomez, C. 2011.
4.8.3. Respecto a los métodos de obtención de celulosa como materia prima para la
industria.
En lo que concierne al análisis de humedad el mejor resultado mostró el ciclo reproceso
(7,68), este valor es inferior a 15%, según Martinez, C. et al, 2016. Con respecto a ceniza
se obtuvo un mejor resultado en el ciclo de proceso (13,45 ), el cual está dentro del rango
12 -14 %, según Sanchez, D. 2014. En humedad del producto final (papel), el método de
reproceso resultó tener el mejor resultado con un porcentaje de (11,24), el cual es superior
a 7-9 % obtenido por Davalos,M. y Zurita, S. 2010. En cuanto a ceniza del producto final
(papel), nos dio el mejor porcentaje el ciclo reproceso (13,01),el cual se encuentra por
encima de 12%, obtenido por Guarnizo,A. y Martinez, P.2011. En el blanqueo de la pulpa
de papel el reproceso obtuvo un el mejor porcentaje (54,46), el cual es inferior a 88-90 %,
según Gonzalez, J. y Pereira, M.2014. En lo que respecta al calibre el proceso proporcionó
un mejor resultado (2,19 mm), el cual está por debajo de 2,58 mm, según Gomez, C. 2011.
4.8.4. Respecto a la interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes
vegetativas y método de blanqueo).
En cuanto a la humedad de materia prima referente a la parte vegetativas las hojas de la
variedad Musa Acuminata con el método de blanqueo en proceso generaron el mejor
porcentaje de humedad de (4,89); el cual es inferior a 15%, según Martinez, C. et al, 2016.
En el analisis de ceniza se obtuvo mejores resultados con la parte vegetativa del tallo de la
variedad Musa Acuminata Red Dacca y el método de blanqueo reproceso el cual
establecieron el mejor resultado (16,86) ; el cual es superior 12 -14 %, según Sanchez, D.
63
2014. En lo referente al porcentaje de humedad del producto final la variedad Musa
Acuminata Red Dacca con la parte vegetativa del raquis y el método de reproceso,
mostraron los mejores resultados (7,77) ; el cual se encuentra por debajo de 12%, obtenido
por Guarnizo,A. y Martinez, P.2011. En lo que concierne a ceniza del producto final el
raquis de la variedad Musa Acuminata Red Dacca y el método de blanqueo reproceso
dieron los mejores porcentajes con (29,00) ; el cual està por encima del 12%, obtenido por
Guarnizo,A. y Martinez, P.2011.Con respecto al analisis de blancura la variedad Musa
Paradisiaca con el raquis y el método de reproceso, obtuvieron los mejores resultados de
(69,96) ; el cual es inferior a 88-90 %, según Gonzalez, J. y Pereira, M.2014.En cuanto al
calibre/espesor del papel artesanal con la parte vegetativa tallo de la variedad Musa
Paradisiaca y el método de proceso mostraron los mejores resultados (1,67 mm); el cual
está por debajo de 2,58 mm, según Gomez, C. 2011.
4.8.5. Respecto a la determinación del sistema de industrialización de celulosa del
mejor tratamiento, aplicando diagramas de operaciones de proceso.
Se utilizó 3000 g de raquis del cual se obtuvo un rendimiento de la materia prima (fibra
seca) obteniendo 145,45 g,lo que da un rendimeinto de 4,85%. Del total de la fibra seca se
utilizó 50 g que corresponde al 34,40% del total obteniendo del producto final papel
artesanal) de 70g lo que corrsponde a un rendimiento de 4,88%.
Se realizó un diagrama de operaciones del proceso de producción para la elaboración del
papel artesanal empleando un resumen de eventos donde se analizó la cantidad (29
eventos), distancia (60 1/2 km) y tiempo (30,154,00 min) y la determinación de la
capacidad de producción de los recursos que fueron utilizados en la transformación de la
materia prima hacia el producto final en un determinado tiempo.
4.9. Tratamiento de hipótesis
Referente al análisis de las variedades de planta de plátano, las características si influyen
en la calidad de celulosa, por lo tanto se acepta la hipótesis alternativa, debido a que se
encontró diferencia significativa en el efecto producido sobre el factor A (Musa Acuminata
Red Dacca, Musa Acuminata, Musa Paradisiaca).
64
En cuanto a las diferentes partes vegetativas del plátano (Hojas, Raquis y Tallo); se acepta
la hipótesis alternativa, debido a que hubo diferencia significativa entre las características
físico químicas de la celulosa.
Considerando los métodos de obtención de celulosa, se acepta la hipótesis nula para las
variables de humedad y ceniza en lo que concierne a materia prima, mientras que en las
variables de humedad, ceniza, blancura, calibre/espesor respecto al producto final se acepta
la hipótesis alternativa por lo que inciden en las características del producto.
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
66
5.1. Conclusiones
5.1.1. Con respecto a las variedades de planta de plátano
En cuanto a la humedad, la variedad Musa Acuminata presentó el mejor resultado con un
valor de 7,21 encontrándose este valor por debajo del rango de 15%, a diferencia de las
variedades de Musa Acuminata Red Dacca y Musa Paradisiaca. En cuanto a la variable
ceniza la variedad que mostró el resultado optimo es Musa Acuminata (14,00). Con
respecto a la humedad del prodcuto final si influyó la variedad Musa Acuminata Red
Dacca quien estableció un porcentaje de 13,20. En ceniza del producto final presentó un
mayor porcentaje la variedad Musa Acuminata Red Dacca con un índice de 11,40. Con
respecto al blanqueo la variedad Musa Paradisiaca otorgó un mayor nivel de blancura de
56,21 y en cuanto a la variable de calibre/espesor la mejor variedad se obtuvo en Musa
Acuminata (2,11)mm.
5.1.2. En cuanto a las partes vegetativas (hojas, raquis y tallo) de planta
de plátano para la obtención de celulosa
Se procede a concluir que las hojas produce un mejor efecto en cuanto a la humedad de la
materia prima con 5,70; en ceniza se obtuvo en el tallo un mejor resultado con 15,67. En lo
que concierne a la humedad del producto final (papel artesanal), el raquis también resultó
tener un mejor porcentaje de 12,91; en ceniza del papel artesanal generó en hojas un valor
de 8,84. En el blanqueo el tallo resultó tener un mejor nivel de blancura del papel
elaborado artesanalmente con un porcentaje de 61,94%. En lo que respecta al calibre el
raquis proporcionó un mejor resultado 2,11 mm.
5.1.3. Respecto a los Métodos del Blanqueo (proceso y reproceso) de
planta de plátano para la obtención de celulosa.
En cuanto a la humedad el método de reproceso obtuvo el mejor resultado con un valor
de7,68, encontrándose este valor por debajo del rango de 15%, a diferencia de las otras dos
variedades, y en ceniza presentó un mayor porcentaje el método de proceso con un índice
de 13,45. Con respecto a la humedad del producto final si influyó el ciclo reproceso quien
67
estableció un porcentaje de 11,24. En cuanto a ceniza de producto final se obtuvo en
reproceso con un valor de 13,01. Se concluye que en la etapa del blanqueo de la pulpa
celulósica el método de reproceso obtuvo el mayor nivel de blancura del papel elaborado
artesanalmente con un porcentaje de 54,46% , y en cuanto a la variable calibre/espesor el
mejor método para la obtención de celulosa fue proceso con 2,19 mm.
5.1.4. Interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes
vegetativas y Métodos del Blanqueo).
Se concluye que al interactuar la parte vegetativa hojas con la variedad Musa Acuminata y
el método de blanqueo proceso, se generó el mejor porcentaje de humedad de (4,89). En
ceniza la parte vegetativa del tallo de la variedad Musa Acuminata Red Dacca y el método
de reproceso, establecieron el mejor valor de (16,86). En lo que concierne al porcentaje de
humedad del producto final (papel artesanal) la variedad Musa Acuminata Red Dacca y la
parte vegetativa raquis con el método de reproceso produjeron el mejor resultado con
(7,77). En ceniza del papel artesanal el raquis de la variedad Musa Acuminata Red Dacca y
ciclo reproceso correspondieron el mejor porcentaje con (29,00). En cuanto al análisis de
blancura al interactuar la variedad Musa Paradisiaca con el raquis y el método de
reproceso se obtuvieron los mejores resultados de 69.96 gf. En lo que respecta al calibre el
tallo de la variedad Musa Paradisiaca y método proceso generaron el mejor resultado de
1,67 mm.
5.1.5. Respecto a la determinación del sistema de industrialización de
celulosa del mejor tratamiento, aplicando diagramas de
operaciones de proceso.
En cuanto a los dos balances de materia realizados para el acondicionamiento de la materia
se obtuvo (4,85%) de rendimiento y el segundo balance el cual permitió precedir la
cantidad de producto obtenido (papel artesanal) se obtuvo (4,88%) de rendimiento al mejor
tratamiento (Musa Paradisiaca + Raquis + Reproceso), se concluye que la diferencia es de
0,03 %.
Con respecto al diagrama de operaciones del proceso se concluye que para llevar una
secuencia cronológica de todas las operaciones, fue necesario realizar el balance de materia
de obtención de producto final para determinar la capacidad de producción, midiendo en
68
función de los recursos que ingresaron a la producción calculando el porcentaje del
desperdicio y utilidad para cada proceso.
5.2. Recomendaciones
5.2.1. En cuanto a las variedades de planta de plátano
En lo que concierne a la humedad se recomienda la variedad Musa Acuminata el cual
generó un valor de 7,21; para ceniza en la materia prima es recomendable la variedad Musa
Acuminata el cual se obtuvo mejores resultados; en lo que respecta a la humedad del
producto final (papel artesanal) mostró mejor porcentaje la variedad Musa Acuminata Red
Dacca; en cuanto a la ceniza del papel artesanal presentó la variedad Musa Acuminata Red
Dacca, para obtener mejores porcentajes de blancura es conveniente la variedad Musa
Paradisiaca y al calibre se recomendable la variedad Musa Acuminata ya que proporcionó
el resultado más optimo.
5.2.2. Partes vegetativas (hojas, raquis y tallo) de planta de plátano para
la obtención de celulosa
Se recomienda para la variable de humedad en materia prima las hojas ya que se obtuvo el
mejor de los resultados; en cuanto a ceniza en materia prima es recomedable el tallo; en lo
que concierne a la humedad del producto final (papel artesanal) el raquis resultó tener el
mejor resultado con un porcentaje de 12,91; por lo tanto es recomendable; en ceniza del
producto final (papel artesanal), se recomienda las hojas ya que proporcionaron un mejor
resultado; en lo que concierne a la blancura el tallo presentó el mejor resultado y al
calibre/ espesor el raquis proporcionó un mejor resultado.
5.2.3. Respecto a los Métodos del Blanqueo (proceso y reproceso) de
planta de plátano para la obtención de celulosa
Se recomienda trabajar con el método de reproceso para la variable de humedad en la
materia prima el cual mostró mejor resultado; en ceniza de materia prima es conveniente
emplear el método de proceso para obtener buen resultado; en humedad del producto final
(papel artesanal), es beneficioso utilizar el método de reproceso el cual resultó tener el
69
mejor efecto; en cuanto a ceniza del papel artesanal, blanqueo es recomendable utilizar el
método reproceso y respecto al calibre/espesor el método de proceso para la obtención de
celulosa empleado en la elaboración de papel artesanal.
5.2.4. Interacción ABC (Variedades de planta de plátano, partes
vegetativas y Métodos del Blanqueo).
Se recomienda que al interactuar la parte vegetativa hojas con la variedad Musa Acuminata
y el método de blanqueo proceso, se generó el mejor porcentaje de humedad de materia
prima. En ceniza la parte vegetativa del tallo de la variedad Musa Acuminata Red Dacca y
el método de reproceso, establecieron el mejor valor de 16,86. En lo que concierne al
porcentaje de humedad del producto final (papel artesanal) la variedad Musa Acuminata
Red Dacca y la parte vegetativa raquis con el método de reproceso produjeron el mejor
resultado. En ceniza del papel artesanal las raquis de la variedad Musa Acuminata Red
Dacca y método reproceso correspondieron el mejor porcentaje. En cuanto al analisis de
blancura al interactuar la variedad Musa Paradisiaca con el raquis y el método de
reproceso se obtuvieron los mejores resultados. En lo que respecta al calibre/ espesor el
tallo de la variedad Musa Paradisiaca y ciclo proceso generaron el mejor resultado con
valor de 1,67.
5.2.5. Respecto a la determinación del sistema de industrialización de
celulosa del mejor tratamiento, aplicando diagramas de
operaciones de proceso.
Se recomienda la aplicación de diagramas de operaciones de proceso con el fin de mostrar
la secuencia cronológica de todas las operaciones, inspecciones, detalles de manufactura,
para controlar la capacidad de producción y evitar fallas y perdidas, es necesario medir
factores como la cantidad de ingreso de materia prima, tiempo y costo, que permitan la
satisfacción de la demanda actual.
CAPÍTULO VI
BIBLIOGRAFÍA
71
6.1 Bibliografia
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72
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[24] C. Ecuatoriana, «Papel y carton. Papel para cuadernos. Requisitos, NORMA TÉCNICA
ECUATORIANA NTE INEN 2904,» Ecuador , 2015.
CAPÍTULO VII
ANEXOS
74
7.1 Anexos
Anexo 1 Resultados obtenidos en los tratamientos con respecto a los análisis de laboratorio
Variedades Parte Vegetativa
Métodos de
Blanqueo Replicas
Humedad
Mp
Cenizas
Mp Humedad Pf Cenizas Pf Blanqueo Pf Calibre/Espesor
M. Acuminata Red Dacca Hojas Proceso 1 6,48 12,47 17,69 9,77 23,5 3,39
M. Acuminata Red Dacca Hojas Reproceso 1 6,45 12,44 10,73 12,39 34,93 2,05
M. Acuminata Red Dacca Raquis Proceso 1 8,61 9,34 13,64 3,57 38,2 1,98
M. Acuminata Red Dacca Raquis Reproceso 1 8,58 9,31 7,69 29,34 67,37 2,82
M. Acuminata Red Dacca Tallo Proceso 1 9,59 16,5 17,43 2,73 57,29 2,76
M. Acuminata Red Dacca Tallo Reproceso 1 9,5 16,44 11,63 10,64 54,22 2,74
M. Acuminata Hojas Proceso 1 4,92 13,78 18,09 4,89 23,65 1,64
M. Acuminata Hojas Reproceso 1 4,88 13,65 11,78 12,57 32,98 2,16
M. Acuminata Raquis Proceso 1 8,11 13,1 15,36 2,1 57,15 1,57
M. Acuminata Raquis Reproceso 1 8,02 13,08 11,39 6,26 58,58 2,02
M. Acuminata Tallo Proceso 1 8,63 17,31 27,92 3,16 63,93 1,99
M. Acuminata Tallo Reproceso 1 8,6 13,44 12,34 18,18 63,24 2,69
M paradisiaca Hojas Proceso 1 5,74 14,05 40,53 3,78 27,88 2,17
M paradisiaca Hojas Reproceso 1 5,68 14,01 11,42 9,59 41,76 2,41
M paradisiaca Raquis Proceso 1 7,49 9,97 16,08 2,73 64,12 1,75
M paradisiaca Raquis Reproceso 1 7,38 9,86 12,03 8,5 69,64 2,09
M paradisiaca Tallo Proceso 1 9,72 14,95 14,93 2,33 63,38 1,94
M paradisiaca Tallo Reproceso 1 9,68 14,87 10,9 9,84 67,82 2,83
M. Acuminata Red Dacca Hojas Proceso 2 6.46 12,56 17,8 9,88 23,56 3,21
M. Acuminata Red Dacca Hojas Reproceso 2 6.44 12,59 10,78 12,38 34,54 2,14
M. Acuminata Red Dacca Raquis Proceso 2 8,66 10,03 13,76 3,55 38,25 2,11
75
M. Acuminata Red Dacca Raquis Reproceso 2 8,54 10,1 7,8 28,44 67,42 2,34
M. Acuminata Red Dacca Tallo Proceso 2 9,53 17,01 17,48 3,12 58,12 2,79
M. Acuminata Red Dacca Tallo Reproceso 2 9,57 17,06 11,61 10,69 54,28 2,65
M. Acuminata Hojas Proceso 2 4,89 13,6 18,19 4,97 24,76 1,94
M. Acuminata Hojas Reproceso 2 4,92 13,72 11,8 12,34 31,65 2,36
M. Acuminata Raquis Proceso 2 8,18 13,16 15,56 2,18 57,23 1,73
M. Acuminata Raquis Reproceso 2 8,12 13,15 11,29 6,28 58,51 2,32
M. Acuminata Tallo Proceso 2 8,67 14,22 27,65 3,2 63,87 1,95
M. Acuminata Tallo Reproceso 2 8,68 15,1 12,37 18,34 63,23 2,56
M paradisiaca Hojas Proceso 2 5,79 14,15 40,58 3,68 27,12 2,2
M paradisiaca Hojas Reproceso 2 5,56 14,18 11,49 9,56 42,12 2,47
M paradisiaca Raquis Proceso 2 7,44 10,12 16,28 2,76 65,23 1,68
M paradisiaca Raquis Reproceso 2 7,33 9,9 12,23 8,4 70,11 2,02
M paradisiaca Tallo Proceso 2 9,77 14,9 14,47 2,56 65,32 1,65
M paradisiaca Tallo Reproceso 2 9,88 14,98 10,87 9,88 67,88 2,87
M. Acuminata Red Dacca Hojas Proceso 3 6,66 12,7 17,55 9,98 23,87 4,37
M. Acuminata Red Dacca Hojas Reproceso 3 6,87 12,6 10,89 12,44 34,58 2,21
M. Acuminata Red Dacca Raquis Proceso 3 8,69 10,06 13,56 3,62 38,33 2,17
M. Acuminata Red Dacca Raquis Reproceso 3 8,7 10,09 7,82 29,23 66,44 3,12
M. Acuminata Red Dacca Tallo Proceso 3 9,55 17,11 17,32 2,8 57,12 3,21
M. Acuminata Red Dacca Tallo Reproceso 3 9,59 17,09 12,54 10,71 54,32 2,76
M. Acuminata Hojas Proceso 3 4,87 13,54 19,02 4,92 24,81 1,71
M. Acuminata Hojas Reproceso 3 4,91 13,58 12,56 12,61 32,61 2,54
M. Acuminata Raquis Proceso 3 8,15 13,2 15,89 2,19 57,28 1,78
M. Acuminata Raquis Reproceso 3 8,07 13,18 12,04 6,29 57,32 2,61
M. Acuminata Tallo Proceso 3 8,68 16,1 27,95 3,2 63,92 1,88
M. Acuminata Tallo Reproceso 3 8,54 15,12 12,39 18,3 63,28 2,63
76
M paradisiaca Hojas Proceso 3 5,72 14,18 40,21 3,8 28,13 2,55
M paradisiaca Hojas Reproceso 3 5,53 14,21 11,48 9,65 43,17 2,32
M paradisiaca Raquis Proceso 3 7,34 10,15 16,78 2,67 64,29 1,74
M paradisiaca Raquis Reproceso 3 7,43 10,11 13,21 8,67 70,14 2,19
M paradisiaca Tallo Proceso 3 9,78 14,92 13,1 2,44 65,34 1,43
M paradisiaca Tallo Reproceso 3 10,03 14,95 10,64 9,93 68,5 2,54
Elaborado por: Zambrano.R (2018)
77
Anexo 2 Procesos para la elaboración de papel artesanal
Recepción de materia prima
(Hojas)
Recepción de materia prima
(Raquis)
Recepción de materia prima (Tallos)
78
Partes vegetativas picadas, y
sumergidas en ácido ascórbico
Deshidratación de las partes
vegetativas (hojas, raquis y tallos)
Molienda de la materia prima
deshidratada
Cocción
79
Lavado de la fibra Añadir peróxido de hidrógeno a
las muestras
Reposo de 8 dias en peróxido
hidrógeno
Prensado de los tratamientos
80
Muestras obtenidas Micrómetro digital
Medidor de blancura Determinación de cenizas
81
Medidor de Cenizas Hoja de papel artesanal
82
Anexo 3 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en la materia prima
Factor A
Factor B
Factor C
Anexo 4 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en la materia prima
Factor A
Factor B
83
Factor C
Anexo 5 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en el producto final (papel
artesanal)
Factor A
Factor B
Factor C
84
Anexo 6 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en el producto final (papel
artesanal)
Factor A
Factor B
Factor C
Anexo 7 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en la materia prima de la
interacción A*B*C
85
Anexo 8 Prueba de rangos múltiples: Análisis de blancura en el producto final (papel
artesanal)
Factor A
Facor B
Factor C
Anexo 9 Prueba de rangos múltiples: Análisis de calibre/espesor en el producto final
(papel artesanal)
Factor A
Factor B
86
Factor C
Anexo 10 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en la materia prima de la
interacción A*B*C
Anexo 11 Prueba de rangos múltiples: Análisis de humedad en el producto final (papel
artesanal) interacción A*B*C
87
Anexo 12 Prueba de rangos múltiples: Análisis de cenizas en el producto final (papel
artesanal) interacción A*B*C
Anexo 13 Prueba de rangos múltiples: Análisis de blancura en el producto final (papel
artesanal) interacción A*B*C
Anexo 14 Prueba de rangos múltiples: Análisis de blancura en el producto final (papel
artesanal) interacción A*B*C
