Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
XI.-INDICE
XI.-INDICE____________________________________________________1
“OBTENCIÓN DE PLASTICOS BIODEGRADABLES POR MEDIO DE LA Escherichia Coli RECOMBINANTE”________________________________2
I.- JUSTIFICACIÓN_____________________________________________2
II.-HIPÓTESIS_________________________________________________2
III.-OBJETIVOS________________________________________________3GENERAL___________________________________________________3ESPECÍFICOS_______________________________________________3
IV.-REVISIÓN DE LITERATURA___________________________________34.1 ASPECTOS CONCEPTUALES______________________________34.1.1 CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR PLÁSTICOS____________34.1.2 PLÁSTICOS___________________________________________44.1.3 DEGRADACIÓN________________________________________74.1.4 BIOPOLÍMERO________________________________________84.1.5 CLASIFICACIÓN DE POLIMEROS BIODEGRADABLES________84.1.6 PHA (POLIHIDROXIALCANOATOS)________________________94.1.7 TIPOS DE PHA________________________________________104.1.8 PHB (POLI-3-HIDROXIBUTIRATO)_________________________114.1.9 BIOTECNOLOGÍAS____________________________________124.1.10 ESTRÉS NUTRICIONAL________________________________134.1.11 ¿QUIÉNES PRODUCEN PHA?___________________________144.1.12 PRODUCCION DE PHA EN ESCHERICHIA COLI RECOMBINATE___________________________________________144.1.13 INYECCIÓN_________________________________________154.1.14 Extrusión____________________________________________174.1.15 MÉTODO PARA LA FABRICACIÓN DE UN MATERIAL PLÁSTICO BIODEGRADABLE._________________________________________19
V.- ANTECEDENTES___________________________________________19
VI.- MATERIALES Y METODOS__________________________________25
5.1 MATERIALES Y EQUIPOS___________________________________256.1.1 Del trabajo de laboratorio_________________________________256.1.2 Del trabajo de proceso__________________________________256.1.3 Del trabajo de gabinete__________________________________25
6.2 TRATAMIENTO DE ESTUDIO_________________________________266.3.1 FASE DE LABORATORIO_______________________________276.3.2 FASE DE PROCESO___________________________________28
VII.-DURACIÓN PROBABLE PARA LA REALIZACIÓN DE ESTE PROYECTO.___________________________________________________31
VIII.-FINANCIAMIENTO___________________________________________31
IX.-BIBLIOGRFÍA CONSULTADA_________________________________32
X.-ANEXOS: MATRIZ DE CONSISTENCIA_________________________34
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
“OBTENCIÓN DE PLASTICOS BIODEGRADABLES POR MEDIO
DE LA Escherichia Coli RECOMBINANTE”
I.- JUSTIFICACIÓN
La basura generada por las actividades humanas hasta
mediados del siglo XX consistía principalmente en desechos
biodegradables o reciclables. Al incorporarse el plástico a la vida
cotidiana, una parte considerable de los desechos producidos
comenzó a acumularse en el ambiente, precisamente por la
resistencia de los plásticos a la corrosión, la intemperie y la
degradación por microorganismo (biodegradación).
La degradación de los plásticos sintéticos es muy lenta. Como
ejemplo, la descomposición de productos orgánicos tarda 3 o 4
semanas, la de telas de algodón 5 meses, mientras que la del
plástico puede tardar 500 años.
Esta durabilidad es uno de los problemas que presentan los
plásticos para el medio ambiente.
El otro problema es que se fabrican a partir del petróleo, que son
fuentes no renovables de energía. Buscando una solución a
estos problemas, los científicos e ingenieros vienen
desarrollando plásticos biodegradables obtenidos de fuentes
renovables, como por ejemplo las bacterias. La razón por la cual
los plásticos tradicionales no son biodegradables es porque son
polímeros demasiados largos y compactos como para ser
atacados y degradados por los organismos descomponedores.
Pero los plásticos biodegradables producidos por bacterias
tienen una estructura que puede ser destruida por los
microorganismos.
II.-HIPÓTESIS
Elaboración de plásticos biodegradables por medio de la
Escherichia Coli recombinante.
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III.-OBJETIVOS
GENERAL
Obtener plásticos biodegradables a partir de la Escherichia Coli recombinante.
ESPECÍFICOS
Modificar genéticamente a la Escherichia Coli.
Producir plásticos biodegradables en condiciones de estrés
nutricional en el medio de cultivo.
Utilizar fuente renovable de carbono.
IV.-REVISIÓN DE LITERATURA
4.1 ASPECTOS CONCEPTUALES
4.1.1 CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR PLÁSTICOS
Según (Solke,1998) en la ciudad de México se generan al día 11
mil toneladas de desechos sólidos, de las cuales los plásticos
representan cerca del 20% del volumen total, y aproximadamente
el 12% en peso. De ese volumen, ocho mil toneladas se destinan
a dos rellenos sanitarios, uno de ellos al límite de su capacidad.En
los Estados Unidos, la producción de plásticos excede 50 millones
de toneladas métricas por año, y aproximadamente 25 millones de
toneladas se acumulan en el ambiente cada año.Durante 1991, la
producción mundial de plásticos fue cercana a los 78 millones de
toneladas, y es necesario considerar que casi la mitad de este
volumen se desecha en corto tiempo. Los plásticos son materiales
orgánicos macromoleculares, producidos por la transformación de
sustancias naturales de origen vegetal y, sobre todo, por síntesis
directa de sustancias derivadas del petróleo (etileno, propileno,
estireno). El uso de plásticos sintéticos se ha extendido
ampliamente en el mercado, debido a sus propiedades
consistentes en peso ligero, hidrofobicidad, estabilidad química,
resistencia especial a químicos corrosivos y al deterioro biológico;
además no son tóxicos y resultan versátiles en estructura. Dentro
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
de los plásticos sintéticos existen tres familias que ocupan tres
cuartas partes del mercado: las poliolefinas, polímeros derivados
de hidrocarburos alifáticos con doble ligadura, como el etileno,
propileno e isobutileno, que en su forma oligomérica son ceras o
grasas biodegradables (polietileno, polipropileno), los polímeros
vinílicos (cloruro de polivinilo) y los productos estirénicos
(poliestireno).De estas tres familias, las poliolefinas constituyen la
más importante, debido a que los plásticos más utilizados
comercialmente se encuentran dentro de este grupo. Estos se
caracterizan por ser difícilmente biodegradables y permanecer en
la naturaleza durante decenios. De todos los sectores de
aplicación de los materiales plásticos, el 60% representa los que
se desechan en corto tiempo y se utilizan sobre todo en
empaques, envases y en la agricultura. En 1986, se vendieron en
los Estados Unidos 21 millones de toneladas de plásticos, debido
a su estabilidad estructural y propiedades. El 75% se destinó a
aplicaciones de “larga vida” y a productos en los que la resistencia
al deterioro biológico es un requisito primordial y el 25% restante,
a la elaboración de empaques y productos de usos similares, en
los que el material es desechado rápidamente 1989, se
manufacturaron en Europa 23 millones de toneladas de plásticos,
de los cuales 40% se utilizó en empaques.
4.1.2 PLÁSTICOS
Según (Sosa,2000) la industria de los plásticos empezó en 1863,
cuando la firma fabricante de bolas de billar Phelan & Collander
ofreció diez mil dólares a quien pudiera desarrollar un sustituto del
marfil que se usaba para fabricar las bolas. Quizá la compañía
haya querido proteger a los elefantes, pero es más probable que
buscara un material semejante al marfil, el cual era cada vez más
escaso y caro. Alentados por esta oferta los estadounidenses
Isaiah y John Hyatt desarrollaron el plástico celuloide y aunque
lograron popularizarlo, nunca ganaron el premio porque las bolas
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
de billar fabricadas con este nuevo material tenían la tendencia a
explotar al ser golpeadas. En la actualidad muchos de los objetos
con los que tenemos contacto están hechos total o parcialmente
de algún tipo de plástico, debido a la variedad de propiedades
casi ilimitada que se puede dar a estos materiales, los hay duros,
blandos, rígidos, flexibles, densos, ligeros, transparentes, opacos,
pegajosos, antiadherentes, impermeables, absorbentes,
conductores, aislantes, etc.La posibilidad de diseñar las
propiedades de los plásticos “a la medida” inició con los intentos
de los químicos por imitar a la naturaleza en la síntesis del hule
natural, cuyas propiedades elásticas se conocen desde hace
aproximadamente cinco siglos. Originario de América, el hule era
utilizado por los primeros habitantes de México, quienes lo
extraían del arbusto del guayule para impermeabilizar utensilios y
fabricar las bolas del juego de pelota. Aunque los colonizadores
españoles también lo usaron, durante los siguientes 300 años,
sólo se empleó para fabricar pelotas y otras curiosidades. La
primera fábrica que usó hule natural fue establecida en París en
1803. En un principio producía ligas y tirantes, pero después
incorporó hule en las gabardinas para hacerlas impermeables.
Estos productos tenían algunos inconvenientes, pues el hule se
reblandecía y se hacía pegajoso en verano mientras que en
invierno era rígido y quebradizo. La solución llegó en 1839,
cuando Charles Goodyear descubrió que al calentar hule natural
en presencia de azufre se obtenía un producto mucho más
elástico y resistente. A este proceso se le llamó vulcanización. Los
usos del hule vulcanizado aumentaron y se diversificaron; pronto
las plantaciones en América resultaron insuficientes para cubrir la
demanda, y la posibilidad de controlar este nuevo mercado
impulsó a los ingleses a establecer enormes plantaciones en
Ceilán, Malasia y Singapur, con semillas del árbol Hevea
brasiliensis llevadas de contrabando desde Brasil. Durante la
Segunda Guerra Mundial la imposibilidad de importar hule natural
para las llantas de los aviones propició que en los laboratorios de
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
investigación, estadounidenses y alemanes, se iniciara la
búsqueda por descubrir, reproducir y mejorar los secretos de la
estructura química del hule.Hoy sabemos que el hule natural, al
igual que el pelo, la lana, las telarañas, los capullos de las polillas
y el gusano de seda, así como muchas otras sustancias
provenientes de organismos vivos, son polímeros. Los polímeros
son moléculas gigantes que resultan de la unión de miles de
moléculas más pequeñas a las que se llama monómero. La
estructura básica de estas sustancias es similar a la de una larga
cadena (el polímero) formada por pequeños eslabones (los
monómeros). En algunos polímeros las cadenas lineales pueden
unirse entre sí a través de otras cadenas, dando lugar a redes que
pueden formar arreglos tridimensionales. Los eslabones pueden
ser todos iguales, lo que se denomina homopolímero, o pueden
estar constituidos por unidades diferentes y alternarse siguiendo
un patrón específico formando lo que se conoce como un
copolímero. Las sorprendentes y variadas propiedades que
pueden darse a estas sustancias dependen precisamente del tipo
de monómero, la longitud de las cadenas y la forma en que éstas
se acomodan en el material. Aunque generalmente se utilizan los
términos “plástico” y “polímero” como sinónimos, plástico hace
referencia a cualquier material que puede moldearse fácilmente,
mientras que polímero clasifica a una sustancia por su estructura
molecular. A pesar de que todos los plásticos comerciales
conocidos son polímeros, algunas de las biomoléculas más
importantes como las proteínas, el almidón e incluso el ADN
también pueden incluirse dentro del conjunto de los polímeros
pero no en el de los plásticos.
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4.1.3 DEGRADACIÓN
Según (Noeller,1996) en el caso de los plásticos, se dice que un
plástico es degradable cuando su estructura química puede sufrir
cambios significativos que resultan en una pérdida de algunas
propiedades que pueden variar según el test que se aplique y la
unidad de tiempo en que se aplique dicho test.Sus resultados
determinarán la clasificación del plástico estudiado partiendo de
sus características fundamentales básicamente su composición
química.Si consideramos la temática del presente documento
tenemos que contemplar que la definición de degradación a tener
en cuenta ya que estamos introduciéndonos en el concepto de lo
que se considera una degradación biológica (biodegradación)-
corresponde a un proceso de tipo químico y por lo tanto para los
compuestos orgánicos la bibliografía define como degradación a
la pérdida de carbonos, por ejemplo la degradación de hidratos de
carbono que deriva en una pérdida de dióxido de carbono y un
hidrato de carbono inferior en su longitud de cadena. Los tipos de
degradación son:
BIODEGRADACIÓN
FOTODEGRADACIÓN
DEGRADACIÓN QUÍMICA
Hidrólisis
Oxidación
Cualquiera de estos tipos de degradación tiene 3 componentes
esenciales. Si falta alguno de ellos la degradación no se produce.
Estos componentes esenciales fundamentales para que ocurra la
degradación son:
tiene que haber un sustrato a ser degradado
(sustancia, materia orgánica).
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tiene que haber un agente que efectúe la
degradación.
tiene que haber un ambiente de
características específicas: humedad, oxígeno
(O2) en estado molecular si lo consideramos
aportado por el aire, o dentro de los procesos
anaerobios el aportado por las sales (por
ejemplo los sulfatos), con su correspondiente
generación de gas metano, agua (H2O) o
temperatura adecuada, cantidad básica de
nutrientes limitantes, etc.
4.1.4 BIOPOLÍMERO
Según (Estenoz,2007) una macromolécula de unidades repetitivas
dependiendo del tipo de unidad que se repita, es el tipo de
polímero que se procesa. Con propiedades biodegradables, por
elaborarse con bacterias y no con productos no renovables.
Los biopolímeros abarcan a los polímeros de la vida, esto es,
aquéllos presentes en sistemas vivos tales como polisacáridos,
proteínas, ácidos nucleicos porque se encuentran en Conchas de
moluscos, ácido láctico (residuo procedente de la elaboración de
quesos), gluten de trigo o almidón, etc.
4.1.5 CLASIFICACIÓN DE POLIMEROS BIODEGRADABLES
Medina, (2007) los biopolímeros se clasifican de la siguiente
manera
ORIGEN Y PRODUCCIÓN EJEMPLOS
Obtenidos directamente a partir de
biomasa
Celulosa, almidón, quitosan
Sintetizados a partir de fuentes
renovables
Poli- ácido (PLA), poli-ácidos glicoles
(PGA), poli-caprolactonas (PCL)
Producidos por microorganismos o
genéticamente modificados
Poli-hidroxialcanoatos (PHA)
Poli-3-hidroxibutarato (PHB)
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Mezclas de polímeros
biodegradables
Polivinilalcohol (PVOH) y
policaprolactonas (PCL)
4.1.6 PHA (POLIHIDROXIALCANOATOS)
Según (Segura, Noguez y Guadalupe 2007) los PHA son polímeros
naturales producidos por bacterias.Son poliésteres conformados
por unidades o monómeros de hidroxiacilos polimerizados en
forma lineal.Las bacterias que los producen los utilizan como
reserva de nutrientes.Por ser biodegradables, por sus propiedades
físicas semejantes a las de los plásticos derivados del petróleo (ya
que estos polímeros presentan propiedades que van desde plásticos
rígidos y quebradizos, hasta los semejantes al hule) y por ser
producidos a partir de recursos renovables, los PHA han atraído la
atención. El primer poliéster descrito de esta familia de compuestos,
desde la década de los veinte, fue el polihidroxibutirato (PHB), pero
su existencia pasó desapercibida para la mayoría de la comunidad
científica hasta 30 años después, cuando se propuso su empleo
como termoplástico biodegradable para resolver el problema de los
desechos plásticos. En 1982 la compañía Imperial Chemical
Industries Ltd. (ICI), en Inglaterra, comenzó el desarrollo de un
poliéster termoplástico completa-mente biodegradable que podía
ser fundido para la producción de películas plásticas, fibras, etc. Este
polímero comenzó a producirse a gran escala mediante un proceso
de fermentación semejante a la producción de bebidas fermentadas
como la cerveza o el vino, es decir, en tanques agitados conteniendo
un medio líquido adecuado para la multiplicación (crecimiento) de
las bacterias productoras de PHA.El polímero se acumula en el
interior de las bacterias, que en este primer proceso eran de la
especie Alcaligenes eutrophus (llamado actualmente Wautersia
eutropha).El producto obtenido se llamó comercialmente Biopol, un
copoliester de hidroxibutirato e hidroxivalerato. Este PHA presenta
mejores características físicas que el PHB, pues es más flexible y
resistente. Las compañías Zeneca y Monsanto también comenzaron a
producir Biopol. Posteriormente, Metabolix inició la producción de
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
diversos PHA de bacterias y de plantas transgénicas, y Procter &
Gamble y la empresa japonesa Kaneka Corporation desarrollaron
nuevos PHA que son producidos con el nombre de nodax.
4.1.7 TIPOS DE PHA
Según (Segura, Noguez y Guadalupe,2007) en el caso de los PHA,
los monómeros o unidades que se enlazan para formar la cadena
del polímero son moléculas de diversos hidroxialcanoatos. Todos
los PHA forman la misma estructura básica de poliéster con
unidades de tres carbonos formando el “esqueleto” del polímero,
pero difieren en el tipo de grupo alquilo que se encuentra unido al
carbono número 3 de cada monómero. A la fecha se han
descubierto más de 100 monómeros diferentes en los PHA
producidos por bacterias, aunque sólo unos cuantos se han
producido en grandes cantidades y se han caracterizado. Como
consecuencia, se sabe poco sobre las características químicas y
mecánicas de muchos de los polímeros que las bacterias pueden
producir. Se han encontrado PHA con monómeros rectos,
ramificados, con o sin dobles enlaces y también con anillos
aromáticos. Son especialmente interesantes los PHA que contienen
grupos químicos funcionales en las cadenas laterales y que
permiten llevar a cabo modificaciones químicas posteriores. Pues
esto posibilita la síntesis de nuevos polímeros no naturales o
semisintéticos con nuevas propiedades que permitan nuevas
aplicaciones de los PHA, conservando en la mayoría de los casos su
biodegradabilidad.
Los PHA pueden clasifcarse en tres tipos: de cadena lateral de
monómero corta (de 3 a 5 átomos de carbono), de cadena media (de
6 a 14 átomos de carbono) y de cadena larga (con más de 14
átomos de carbono). Esta longitud se refiere al tamaño de la
cadena lateral de cada monómero y no al tamaño del polímero, el
cual puede llegar a ser típicamente de 200 000 a 3 000 000 de
daltones.
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La longitud de la cadena lateral y el grupo funcional tienen una
influencia considerable sobre las propiedades del polímero, como
son, el punto de fusión y la cristalinidad del bioplástico, y por lo tanto
determinan el tipo de procesamiento que se requiere y la aplicación
final que éste puede tener.
La especie de bacteria empleada y las condiciones bajo las cuales
se le cultiva, determinan la composición química del PHA producido
(tipo de polímero). Dentro de esas condiciones de cultivo, la fuente
de carbono presente en el caldo de cultivo es muy importante en la
de-terminación de la composición del polímero, es decir, el tipo de
polímero depende también de qué se le da de comer a la bacteria.
4.1.8 PHB (POLI-3-HIDROXIBUTIRATO)
Según (Povolo, Hermidaa, Miyazaky y Quaglianoc,2000) el poli-3-
hidroxibutirato (PHB) es un poliéster de origen bacteriano
obtenido bajo condiciones de estrés nutricional en el medio de
cultivo, como por ejemplo deficiencia de nutrientes tales como
nitrógeno, fósforo u oxígeno en presencia de una fuente en
exceso de carbono y energía. Se acumula en el citoplasma dentro
de gránulos y representa para el microorganismo una reserva de
carbono y poder reductor (captador de electrones).
El PHB es un polímero biodegradable, biocompatible, de regular
cristalinidad y moderada resistencia mecánica, utilizable en varias
aplicaciones una vez procesado, como por ejemplo en la
fabricación de envases plásticos completamente biodegradables.
Al obtenerse además a partir de fuentes de carbono naturales
renovables, representa un material promisorio para reemplazar a
los plásticos sintéticos en algunas áreas.
Azotobacter chroococcum y Rhodospirillum rubrum son dos de las
especies que pueden producir PHB de diferentes pesos
moleculares. Además, bajo condiciones especiales de
crecimiento, también pueden producir el copolímero poli(3-
hidroxibutirato-3hidroxivalerato) (PHBV) a partir de sustratos
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
simples, lo cual es importante ya que se evita recurrir a
precursores tóxicos y costosos para producir el copolímero. Las
cepas aisladas son capaces de sintetizar y acumular el PHB y su
copolímero en forma de gránulos intracitoplasmáticos de entre 0.2
y 3um. La extracción del PHB a partir de la biomasa se realiza
mediante disolución en solventes orgánicos.
La distribución de pesos moleculares modifica las propiedades
mecánicas y de biodegradabilidad. El agregado de ácidos
orgánicos como el propiónico permite obtener copolímeros más
flexibles.
4.1.9 BIOTECNOLOGÍAS
Según (López,2000) la biotecnología ha sido una herramienta
importante en el desarrollo científico de nuestros tiempos. En el
último cuarto del siglo XX, el estudio de los mecanismos de
funcionamiento de la célula, en las áreas de microbiología,
fisiología celular y bioquímica se consolidaron aceleradamente
gracias al progreso de una nueva disciplina: la biología molecular.
La explotación del potencial industrial del cultivo de células
alcanza un nivel imprevisto cuando las herramientas de la biología
molecular se incorporan a los procesos biotecnológicos. Surge así
la biotecnología moderna, cuyo ámbito de aplicación se ha
extendido rápidamente a células de seres de todo tipo, incluyendo
las de organismos pluricelulares como las plantas, los animales y
el ser humano mismo. La definición del (Convenio sobre
Diversidad Biológica de 1992) dice que es toda aplicación
tecnológica que utiliza sistemas biológicos y organismos vivos o
sus derivados para la creación o modificación de productos o
procesos para usos específicos.
En la aplicación de este proyecto de tesis , los genes de bacterias
que codifican la producción de polihidroxialcanatos como por
ejemplo azotobacter lo insertamos en un plasmido que luego lo
transferimos a Escherichia Coli y permitió la obtención de PHB en
la cepa recombinante a partir de glucosa .la cepa utilizada
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
también degrada lactosa , por lo que se analizo la producción del
polímero utilizando lactosa y también lactosuero (fuentes de
carbono)en un medio salino , obteniéndose una buena cantidad
de polímeros en ambos casos.
Como el lactosuero es un desecho de la industria lechera y como
se trata de un desecho contaminante cuya eliminación adecuada
involucra un costo elevado su utilización como sustrato de una
fermentación cuyo producto es una sustancia con un buen valor
económico implica entonces un doble beneficio.
4.1.10 ESTRÉS NUTRICIONAL
Deficiencia de nutrientes tales como nitrógeno, fósforo u oxígeno
en presencia de una fuente en exceso de carbono y energía. El
polímero se sintetiza mediante un camino metabólico que
involucra tres enzimas: una b-cetotiolasa, que condensa dos
moléculas de acetil-CoA para formar acetoacetil-CoA, una
acetoacetil-CoA reductasa, que convierte este compuesto en 3-
hidroxibutiril-CoA, y una polimerasa, que polimeriza los
monómeros. Este camino metabólico es el que utilizan la mayoría
de las bacterias productoras de PHB, tales como Ralstonia
Eutropha, Azotobacter Choococcum, Rhodospirillum Rubrum, etc.
En Azotobacter estas enzimas están codificadas por los genes
phaB, phaA y phaC. Este mecanismo de obtención es similar en
las mayorías de bacterias productoras de PHA. Se acumula en el
citoplasma dentro de gránulos y representa para el
microorganismo una reserva de carbono y poder reductor
(captador de electrones). El PHB es un polímero biodegradable,
biocompatible, de regular cristalinidad y moderada resistencia
mecánica, utilizable en varias aplicaciones una vez procesado,
como por ejemplo en la fabricación de envases plásticos
completamente biodegradables. Al obtenerse además a partir de
fuentes de carbono naturales renovables.
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
4.1.11 ¿QUIÉNES PRODUCEN PHA?
Desde que Maurice Lemoigne descubrió en1925 que la bacteria
Bacillus megaterium produce polihidroxibutirato (PHB) y otros
miembros del grupo más grande de polyhydroxyalkanoates PHAs,
se han reportado más de 300 bacterias capaces de producir PHA.
Estas bacterias los producen a partir de sustratos orgánicos,
como carbohidratos (glucosa, sacarosa), aceites, alcoholes,
ácidos orgánicos, hidrocarburos, y los acumulan en grandes
cantidades dentro de la célula bacteriana en forma de gránulos,
llegando a constituir hasta 90% de la biomasa. Las bacterias
productoras los usan como material de reserva que puede ser
utilizado posteriormente, bajo condiciones de estrés nutricional.
Si bien el PHB es producido en la naturaleza por un sinnúmero de
microorganismos, el conocimiento que se tiene de esos microbios
es escaso, si se lo compara con lo que hoy se sabe de una
bacteria de uso habitual en investigación: la Escherichia coli
(E.coli). Pero este microbio no sintetiza PHB naturalmente. Por
ello, aislaron del microorganismo Azotobacter (un productor
natural de PHB) los genes que codifican para la producción del
polímero, y los insertaron en un plásmido (una molécula de ADN
que sirve para introducir genes en las células), que luego
transfirieron a la E. coli.
Logrando así una posible solución a la problemática de producir
plásticos biodegradables ya que es muy costosa su producción.
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
4.1.12 PRODUCCION DE PHA EN ESCHERICHIA COLI
RECOMBINATE
Los productores naturales de PHB, que es un miembro de PHA,
como Azotobacter, azotobacter chroococcum, Rhodospirillum
rubrum, etc. Se han adaptado a la acumulación de estos
polímeros durante la evolución, pero normalmente tienen un
tiempo de generación largo y temperaturas de crecimiento
relativamente bajas. Además, son difíciles de lisar y poseen
enzimas que degradan el polímero acumulado. Estas
características dificultan su uso en la producción industrial de los
biopolímeros.
Entre las cepas bacterianas comúnmente utilizadas en procesos
biotecnológicos, Escherichia coli es el microorganismo mejor
conocido, ya que su metabolismo ha sido extensivamente
estudiado y caracterizado. Debido a esto, es un microorganismo
modelo, ideal para su uso en fermentaciones.
Además, debido al gran número de herramientas disponibles para
realizar manipulaciones genéticas, es el organismo adecuado
para realizar ensayos previos al traspaso de los genes a plantas.
E. coli no posee la capacidad de sintetizar o degradar PHA pero
crece rápido y es fácil de lisar. Se han expresado los genes pha
de varias especies bacterianas en E.coli, obteniéndose buenos
rendimientos del polímero.
Asimismo, al no poseer enzimas que degraden a los PHA, permite
la acumulación de polímero de alto peso molecular.
Una vez obtenido el PHB .es un termoplástico que puede ser
procesado mediante técnicas comveccionales o industriales de
extrusión e inyección
4.1.13 INYECCIÓN
Es el principal método de la industria moderna en la producción
de piezas plásticas, la producción es en serie, principalmente se
moldea termoplásticos. El material plástico en forma de polvo o en
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
forma granulada, se deposita para varias operaciones en una
tolva, que alimenta una cilindro de caldeo, mediante la rotación de
un husillo o tornillo sin fin, se transporta el plástico desde la salida
de la tolva, hasta la tobera de inyección, por efecto de la fricción y
del calor la resina se va fundiendo hasta llegar al estado líquido, el
husillo también tiene aparte del movimiento de rotación un
movimiento axial para darle a la masa líquida la presión necesaria
para llenar el molde, actuando de ésta manera como un émbolo.
Una vez que el molde se ha llenado, el tornillo sin fin sigue
presionando la masa líquida dentro del molde y éste es
refrigerado por medio de aire o por agua a presión hasta que la
pieza se solidifica. Las máquinas para este trabajo se denominan
inyectora de husillo impulsor o de tornillo sin fin, también se le
denomina extrusora en forma genérica.
FIGURA 1. En gráfico adjunto tenemos un corte transversal de una parte de un inyector de plástico en la que se observa sus partes
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1.- Tolva.
2.- Motor Hidráulico.
3.-Husillo sin fin. (Extrusora)
4.- Sistema de calefacción del husillo.
5.- Molde Soplado de cuerpos huecos.
4.1.14 Extrusión
Se usa principalmente para termoplásticos. La extrusión es el
mismo proceso básico que el moldeado por inyección, la
diferencia es que en la extrusión la configuración de la pieza se
genera con el troquel de extrusión y no con el molde como en el
moldeado por inyección.
En la extrusión el material plástico, por lo general en forma de
polvo o granulado, se almacena en una tolva y luego se alimenta
una larga cámara de calefacción, a través de la cual se mueve el
material por acción de un tornillo sin fin, al final de la cámara el
plástico fundido es forzado a salir en forma continua y a presión a
través de un troquel de extrusión preformado, la configuración
transversal del troquel determina las forma de la pieza.
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
La masa se calienta hasta que esté fluido y se vierte en el molde,
luego se cura a temperaturas que varía según el plástico y luego
se retira del molde. Pero como este proceso se le hace a nivel
industrial ósea de plásticos derivados del petróleo solo existes
una pequeña variación si se quieres aplicar con PHA, ya no
tendríamos que agregar resinas ya que el PHA es una otra
manera se realizó un método para la preparación de plásticos
biodegradables de manera industrial agregando estabilizantes ,
plastificantes (solventes de baja volatilidad que puede ser
cualquier tipo polimérico) y PVA, estos se agrega nomás para
mejorar la calidad del plástico.
FIGURA 2. Moldeado de plásticos por extrusión
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
4.1.15 MÉTODO PARA LA FABRICACIÓN DE UN MATERIAL
PLÁSTICO BIODEGRADABLE.
Se describe un procedimiento para fabricar un material plástico
biodegradable que incluye las siguientes etapas: (a) mezclar un
estabilizante con un copolimero de poli(alcohol vinilico) (pva)
parcialmente hidrolizado soluble en agua; (b) añadir un
plastificante a la mezcla de estabilizante y pva; y (c) mezclar el
PVA el plastificante y el estabilizante a una temperatura que se
encuentra en el intervalo desde 106 a 140 , con lo cual el
material resultante puede ser tratado con facilidad mediante
procedimientos conocidos, y resulta adecuado para la fabricación
de artículos biodegradables solubles en agua, opcionalmente
después de la etapa de mezclado, incluyendo el procedimiento las
etapas de componer y granular el producto resultante para
producir gránulos comerciales utilizables, en el cual la
composición se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de
195 - 225 . El procedimiento incluye procesar el material
plástico aun más mediante moldeo por soplado, extrusión en
FIGURA 3. Producto terminado
FIGURA4. Maquina de husillo sin fin
20
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
moldes, moldeo por inyección o cualquier otro tipo adecuado.
4.2 ANTECEV.- ANTECEDENTES
La creciente demanda de la sociedad para la fabricación de nuevos
productos que sustituyan los plásticos derivados del petróleo se
convierte en la principal motivación para el presente proyecto de tesis ,
ya que los plásticos suplen gran cantidad de necesidades a la población,
pero dejan a su paso impactos ambientales que perduran por años. Los
plásticos sintéticos se han venido desarrollando por parte de la industria
química desde las primeras décadas del siglo XX, teniendo un máximo
impulso durante la II Guerra Mundial. Debido a su utilidad, el crecimiento
de la industria del plástico ha sido muy elevado, generando avances,
innovaciones y satisfacción de infinidad de necesidades, razones que
convierten a los plásticos en un material de consumo masivo que está
presente en gran cantidad de artículos de la actualidad. La problemática
generada por su uso intensivo radica en su baja biodegradabilidad (alta
recalcitrancia) Y, por consiguiente, en su elevada generación de
residuos. En los años 70 hubo una crisis mundial de petróleo, en la que
el precio del combustible fósil creció mucho. En ese contexto, las
investigaciones alrededor de los plásticos biodegradables florecieron, y
la empresa ICI desarrolló un proceso para producir a escala industrial un
bioplástico que se comercializó bajo el nombre de “Biopol”. Este
polihidroxialcanoato es un copolímero de monómeros de cuatro y cinco
carbonos, denominados hidroxibutirato e hidroxivalerato. El “Biopol” se
producía utilizando la bacteria Ralstonia eutropha cultivada en un medio
con glucosa y propionato como fuentes de carbono. A pesar de su costo
relativamente elevado, el “Biopol” fue utilizado en varias aplicaciones en
algunos países como Alemania. (Almeida,2004).
El almidón es un polímero natural. Se trata de un gran hidrato de
carbono que la planta sintetiza durante la fotosíntesis y le sirve como
reserva de energía. Los cereales, como el maíz y los tubérculos, como la
21
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
papa, contienen gran cantidad de almidón. El almidón puede ser
procesado y convertido en plástico. Para eso, primero el almidón se
extrae (por ejemplo, del grano de maíz) y luego los microorganismos los
transforman en una molécula más pequeña, el ácido láctico. Después
este ácido láctico es tratado químicamente de manera de formar
cadenas o polímeros, los que se unen entre sí para formar el plástico
llamado PLA (poliláctido).
PLA (poliláctido) es una de las opciones. Se conforma mediante la
polimerización del ácido láctico, y nuevos métodos comercialmente
atractivos para la polimerización directa están siendo recientemente
investigados; de hecho se piensa que el ácido láctico se convertirá en la
más importante materia prima en el entorno de los plásticos no
derivados del petróleo Desde hace algunos años, en diversos países se
han comenzado a tomar medidas con respecto a la disminución de las
bolsas plásticas y al reemplazo por productos biodegradables.
(Basf,2005).
Otra fuente de plástico biodegradable a partir del almidón. Que asiendo
unos cambios se llamaría el almidón termoplástico (TPS) el TPS es un
material que se obtiene por la disrupción (modificación) estructural que
se da dentro del gránulo de almidón cuando este es procesado con un
bajo contenido de agua y la acción de fuerzas térmicas y mecánicas en
presencia de plastificantes que no se evaporan fácilmente durante el
procesamiento. (www.epoiorg/topics/innovation,2001).
El TPS es compatible con el medio ambiente, es un material renovable y
puede incorporarse al suelo como abono orgánico. La acumulación de
materiales plásticos puede contribuir en cierta medida a la
contaminación ambiental, aunque la mayoría de los materiales plásticos
tradicionales son recalcitrantes (inertes al ataque microbiano), la
contaminación que producen es fundamentalmente visual, es por ello
que el interés hoy en día se ha dirigido al desarrollo de polímeros
biodegradables obtenidos de recursos naturales renovables. En la
actualidad hay mucha investigación básica y aplicada sobre el almidón,
22
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
por ser un polímero natural barato y abundante. El desarrollo y
producción de almidón termoplástico biodegradable (Thermoplastic
starch, TPS) se considera importante para reducir la cantidad total de
desechos plásticos sintéticos en el mundo.
Además en la actualidad se esta asiendo nuevos polímeros
biodegradables a base del Acido cítrico el glicerol, el cual es un
subproducto del combustible biodiesel, puede ser combinado
químicamente con un ácido cítrico para producir polímeros
biodegradables con uso en el embalaje de frutas y verduras y otros
productos, según científicos del Servicio de Investigación Agrícola
(ARS). Justin Barone, un químico en el Laboratorio de Calidad Ambiental
mantenido por el ARS en Beltsville, Maryland, hizo el descubrimiento
durante estudios sobre los procesos para mejorar la eficacia de
insecticidas que contienen ácido cítrico como un ingrediente activo. El
ácido cítrico se desvanece muy rápidamente en el medio ambiente, una
característica que limita su eficacia. Barone descubrió que las moléculas
que contienen hidrógeno y oxígeno, tales como glicerol, sorbitol o
polietileno glicol, reaccionaron con el ácido cítrico para producir
polímeros conteniendo grupos de ácidos cítricos. Las materias formadas
son poliésteres biodegradables. Estudios adicionales mostraron que la
viscosidad de la materia puede variar de la consistencia de pintura a un
producto semejante al vidrio y que se disuelve lentamente, dependiendo
de cómo ocurre la reacción química. Los nuevos polímeros
biodegradables podrían proveer al sector de biodiesel un nuevo uso para
glicerol, el cual actualmente es desechado después de la producción del
biodiesel. El interés en los plásticos biodegradables elaborados a partir
de recursos renovables ha aumentado significativamente en los últimos
años. PHBV (polyhydroxybutyrate-polyhydroxyvalerate) copolímeros son
buenos ejemplos de este tipo de materiales. Este documento ofrece un
panorama general del proceso de fabricación, propiedades,
biodegradabilidad, aplicación y comerciales cuestiones relacionadas con
PHBV copolímeros. Ellos son producidos naturalmente por las bacterias,
y pueden ser procesados para hacer una variedad de productos útiles,
23
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
donde su biodegradabilidad y naturalidad son muy beneficiosos. PHBV
copolímeros se encuentran todavía en la primera etapa de
comercialización. Pero ellos se presentan en este documento como un
ejemplo de cómo las nuevas tecnologías pueden ayudar a satisfacer las
necesidades de la sociedad para plásticos y un medio ambiente limpio.
(Luzier, 1992).
En este trabajo se presentan ensayos de tracción en polihidroxibutirato
(PHB), un polímero biodegradable producido mediante la fermentación
de carbohidratos por microorganismos. No es necesario abundar en las
ventajas que estos polímeros presentan para el cuidado del medio
ambiente tanto por su producción a partir de fuentes renovables como
por su degradación. Además, el PHB es un termoplástico que puede ser
procesado mediante técnicas convencionales de extrusión e inyección.
Las propiedades mecánicas en ensayos de tracción de este polímero
son útiles para evaluar posibles aplicaciones médicas, ya que su
biocompatibilidad los convierte en potenciales materiales de reemplazo
de tejidos muertos o no-funcionales, soporte para liberación lenta de
medicamentos o de crecimiento de células, material de sutura y de
recubrimiento de implantes, etc. La limitación de tamaño de los
fermentadores determina que la disponibilidad de este material esté
limitada a una acotada producción de películas delgadas (de algunos
micrones de espesor). Por ello en este trabajo se describe el dispositivo
experimental que permite realizar ensayos de tracción uniaxiales en
miniprobetas normalizadas delgadas. También se presenta la respuesta
en tracción a temperatura ambiente, para muestras de PHB con
diferentes pesos moleculares, para un copolímero de PHB, en muestras
con el agregado de plastificante y la dependencia de la respuesta
mecánica en tracción con estos parámetros. (Povolo et al, 2000)
24
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
Los polihidroxialcanoatos (PHA) son sintetizados por muchas especies
de distintos géneros bacterianos en condiciones de crecimiento
caracterizadas por exceso en la fuente carbonada y limitación de otros
nutrientes como nitrógeno o fósforo. Estos polímeros se acumulan en
gránulos intracitoplasmáticos y son utilizados como fuente de carbono y
energía en condiciones de escasez nutricional. Resultados obtenidos en
el laboratorio nos permitieron demostrar que la degradación de PHA
cumple un papel muy importante en la supervivencia bacteriana y en los
mecanismos de resistencia al estrés, en condiciones de baja
concentración de nutrientes.
A su vez, estos biopolímeros son termoplásticos y poseen propiedades
similares a las de los plásticos derivados del petróleo. Pueden ser
totalmente degradados por las bacterias que los producen, y por otras
bacterias, hongos y algas. A pesar de las evidentes ventajas de los PHA
frente a los plásticos derivados del petróleo, su uso está muy limitado
debido a su alto costo de producción. Por este motivo, gran parte de las
investigaciones realizadas sobre los PHA en los últimos años se han
concentrado en reducir los costos de producción y aumentar la
productividad utilizando diversas estrategias. Entre ellas se encuentran
el rastreo de nuevas cepas productoras, la optimización de las
estrategias de cultivo y la producción de PHA utilizando cepas de E. Coli
recombinantes. Todas ellas se están llevando a cabo actualmente en
nuestro laboratorio. (Almeida, 2004).
25
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
VI.- MATERIALES Y METODOS
5.1 MATERIALES Y EQUIPOS
6.1.1 Del trabajo de laboratorio
Máquina de extracción soxle
Placa petri
Cromatógrafo de gases
Reactivo de coloración tinción de azul de nilo
Estufa
Balanza analítica
6.1.2 Del trabajo de proceso
Reactor fed batch
Maquina de extrusión de un huesillo
Cromatógrafo de gases
6.1.3 Del trabajo de gabinete
Computadora
Impresora
Papel
Otros
26
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
6.2 TRATAMIENTO DE ESTUDIO
Detallados en base a la identificación de las variables en estudio
VARIABLES INDICADORES INSTRUMENTOS TECNICAS
QUÍMICO
Tinción de Gram
Azul de NiloMétodo de
Soxle
Cromatografía
de gases
Cromatógrafo de gases
Estrés
NutricionalReactor fed-batch
Extractor soxle
FÍSICO
Temperatura Sensor de temperatura
Software
Standard to
The production
of plastic for
extrusion
caudal de fuga Los rotametros,
flowmeters
viscosidad
efectiva
fluidímetro matthis
elcometer 2280
velocidad de
giro150rpm
sensor de velocidad y
giro
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
tiempo computadora
ORGANOLEPTICO textura N.AAnálisis
organoléptico
6.3 METODOS Y PROCEDIMIENTOS
6.3.1 FASE DE LABORATORIO
PRIMERA FACE
Para empezar el proceso de fermentación, se inoculará la bacteria
en un reactor fed-batch que contiene un medio equilibrado de
glucosa. Todos los nutrientes se encuentran en exceso, excepto
el fósforo y nitrógeno. El contenido en fosfatos y nitrógeno se
limita a apoyar sólo una cierta cantidad de crecimiento celular. El
contenido de fosfato y nitrógeno disminuye a medida que crecen
las bacterias que finalmente llegan a un estrés nutricional.
A este punto en la fermentación, muy poco PHB ha acumulado en
las células.
SEGUNDA FACE
En la fase dos del proceso en el que se añade la glucosa, las
células no pueden convertir la glucosa de aminoácidos y
proteínas, debido a la baja disponibilidad de fosfato y nitrógeno.
En consecuencia, el peso seco de la biomasa aumenta
considerablemente a medida que las células convierten la glucosa
en PHA, causando enormes cantidades de PHA a acumularse en
las células. El PHA concentración puede representar hasta el 80%
de la biomasa total del peso seco al final del proceso de
fermentación.
La acumulación de PHA se determinó cualitativamente mediante
tinción con azul de Nilo y cuantitativamente por cromatografía
gaseosa
28
Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
TERCERA FACE
Una vez determinadas las condiciones óptimas para el cultivo de
una cepa de bacteria, se extrajo el polímero de la biomasa
mediante un aparato de extracción contínua de Soxhlet.
CUARTE FACE
Empleando cloroformo como solvente. Se procedió al filtrado,
precipitado y centrifugado hasta obtener gránulos de PHB que
fueron secados en estufa hasta llegar a un peso constante. El
peso molecular promedio es del orden de 1 x 106, se trata de un
polímero semicristalino con una temperatura de fusión de
aproximadamente 180 ºC y una temperatura de transición vítrea
de 4 a 6 ºC.
QUINTA FACE
Los gránulos en solución de cloroformo se dispusieron en
cápsulas de Petri y se dejó evaporar el solvente, obteniéndose
una película de aproximadamente 10 mm de espesor.
6.3.2 FASE DE PROCESO
A. Inicio del proceso
Los termoplásticos obtenidos se agregan a la tolva para comenzar
el proceso de transformación.
B. Huesillo con ángulo de hélice
Se empieza la homogenización del termoplástico. El ángulo de
hélice influye en la homogenización en términos matemáticos.
Donde:
=Ángulo de hélice del canal helicoidal
=Paso del huesillo
=Diámetro del canal
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
C. Medición de la viscosidad efectiva
Los termoplásticos fundidos difieren mucho en su viscosidad
además disminuye al aumentar la temperatura y la velocidad de
corte (velocidad de rotación del huesillo).
Donde:
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
=Viscosidad efectiva
=Viscosidad al a temperatura de extrusión
R=Radio del canal
=Constante reologica del termoplástico
=Velocidad media de extrusión
D. Cálculo del caudal de fuga
Influenciada por la velocidad de giro del huesillo (150RPM) el
caudal de fuga en términos matemáticos.
Donde:
=Viscosidad de la masa fundida
=Coeficiente de excentricidad (generalmente 1.2)
Δp =Diferencia de presión
δf=Diámetro de fuga
θ=Altura de rejilla
=Anchura de la rejilla
E. Control del tiempo para su moldeo
El tiempo preciso para calentar el material puede determinarse
por la siguiente expresión:
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
Donde:
C=Calor especifico del material J/Kgr*c
=Peso especifico del material N/m3
t1=Temperatura inicial en: c
t2=Temperatura de reenblandamiento: c
Ψ=Espesor de la lámina: m
Y=Conductibilidad térmica: W/m c
Θ=lámina: c
Luego se lleva a cualquier clase de molde para su
distribución
VII.-DURACIÓN PROBABLE PARA LA REALIZACIÓN DE ESTE PROYECTO.
El trabajo se empezara a realizar en enero del 2010 y la duración es 6
semanas. La programación del proyecto es la siguiente
ACTIVIDADES SEMANAS
1 2 3 4 5 6
Elaboración de un documento de síntesis de la
información
X
Formación del grupo de trabajo X X
Coordinación con las industrias plásticas X X
Trabajo de laboratorio X
Trabajo de la siembra y modificación de la bacteria De
la bacteria
X X
Trabajo del proceso X
Elaboración del documento final para los
patrocinadores
X X
Corrección y entrega del documento X X
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
VIII.-FINANCIAMIENTO
Este proyecto será financiado por las empresas de fabricación de plásticos que
buscan mejorar sus productos para disminuir la contaminación ambiental.
También podría presentar este proyecto al ministerio del medio ambiente ya
que nuestro objetivo es disminuir la contaminación ambiental que es causada
por los plásticos convencionales.
IX.-BIBLIOGRFÍA CONSULTADA
1. Almeida A.; Ruiz A. J.; López I. N.; Pettinari M. J.(2004) Bioplásticos: una alternativa ecológica. QuímicaViva Número 3, 122 – 133.
2. Acosta, A.H; Velasco, I.R.; Villada, S.H. (2008) Investigación de Almidones Termoplásticos Precursores de Productos Biodegradables, Información Tecnológica, Colombia, Vol. 19 Nº 2.
3. Amigos de la Tierra (2000) Reciclar el Plástico. Volumen 1, 1 – 7.
4. Barone, J.R. (2005) Biological Systems Engineering Department Virginia Polytechnic. Institute and State University. U.S.A. Universidad de Massachusset.
5. BASF launches biodegradable packaging plastic (Ahmed Elhamin 2005).
6. En www.epo.org/topics/innovation leído el 2002.
7. Cock, S.E; Stouvenel, R.D. (2005) Producción Biotecnológica del acido láctico: estado del arte, ciencia y tecnología de alimentos, México Vol. 5
8. Segura, D.E., Noguez, R.A., Guadalupe E.E. (2007) Contaminación Ambiental y Bacterias Productoras de Plásticos Biodegradables; Biotecnología Volumen 14, 362 - 371
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
9. Almeida, A. (2004) Bioplásticos una alternativa ecológica. Tesis de maestría en química biológica. Buenos aires: universidad de buenos aires
10.Povolo, F., Hermida, E.B., Miyazaky, S.A., Quagliano, J.A. (2000) Tracción en Películas de Polímero Biodegradable Jornadas SAM 2000 - IV Coloquio Latinoamericano de Fractura y Fatiga, Agosto
11.En www.patentados.com.inventor:GILTSOFF, BAYAN, OLEG, THADIUS leído en 2001
12.LUZIER W. D. (1991) Materials Derived from Biomass/Biodegradable materials; colloquium entitled "Industrial Ecology," Mayo
13.Johnson, K.E.; Pometto, A.L., NIKOLOV, Z.L. (1993) “Degradation of Degradable Starch-polyethylene Plastics in a Compost Environment”, Applied and Environmental Microbiology, 59 (4), 1155-1161.
14.López, M.A. (2000). La biotecnología.México: Colección Tercer Milenio, Conaculta.
15.Medina, T.R. (2007) plástico biodegradable. Mexico: universidad autónoma de México.
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17.Prescott, S.C & Dunn, C.G. (1940) Industrial microbiologyc.New Cork: McGraw-Hill.
18.Volke, S.T. (1998) Ciencia y Desarrollo (1998) Los Plásticas en la actualidad y su efecto en su entorno Volumen 24, 54 - 61
19.Sosa, A.M. (2000) Los Plásticos: materiales a la medida volumen 1 , 1 - 4
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
X.-ANEXOS: MATRIZ DE CONSISTENCIA
PROBLEMA OBJETIVOS HIPOTESIS VARIABLE INDICADORES
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Metodología de la Investigación Científica Plásticos Biodegradables
¿Por qué es sostenible el desarrollo de los plásticos biodegradables?
¿Cuáles son los desarrollos en la actualidad, para la producción de plásticos biodegradables?
¿Cómo podemos disminuir la contaminación ambiental?
¿Qué tan competitivo puede ser la producción de plásticos biodegradables?
O. GeneralObtener plásticos biodegradables a partir de Escherichia Coli recombinante
O. Específicos Modificar
genéticamente a la E. Coli.
Producir plásticos biodegradables en condiciones de estrés nutricional en el medio de cultivo.
Utilizar fuentes renovables de carbono.
Elaboración de plásticos biodegradables por medio de la E. Coli recombinante
V. IndependienteE. Coli recombinante para producir plásticos biodegradables.
V. Dependiente Procesamiento de plásticos biodegradables.
I. independientesQuímicos
Tinsión gram con azul de nilo.
cromatografía de gases.
I. DependienteFísico
Temperatura. Caudal de
fuga. Viscosidad
efectiva Velocidad de
giro Tiempo de
recalentamiento
Organolépticos
Textura
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