Autores
Ayala, D. (PANKARANA) ; Ocaña, P. (PANKARANA) ; Tito, O. (PANKARANA) ; Cruz, R. (PANKARANA) ; Dolores, Y. (PANKARANA) ; Meza, K. (PANKARANA)
Resumo
El presente trabajo desarrolla la obtención de micropartículas de Macrocystis
pyrifera con potencial actividad reforzante en las matrices polimérica. El tamaño
de partícula promedio obtenido mediante molienda preliminar con molino de
martillos fue 11 micras. Luego, con molienda en molino de bolas planetario fue de
2 micras aproximadamente. La comprobación de estas dimensiones se realizó mediante
microscopia óptica y dispersión de luz dinámica. La caracterización por
espectroscopía infrarroja indica la presencia de grupos funcionales necesarios
para que se de un refuerzo en las matrices polimericas.
Palavras chaves
Macrocystis pyrifera; Poliol; Alga
Introdução
Las algas representan una fuente potencial de rellenos y reforzantes de matrices
poliméricas. Sin embargo, el conocimiento de sus propiedades es aún
limitada(Chiellini et al.,2008).
Se han identificado dos principales utilidades: como rellenos (no tratados, solo
molidos y pulverizados) con la finalidad de reutilizar los residuos, reducir
costos y también reducir el impacto ambiental(Bulota & Budtova,2015; Chiellini
et al.,2008).Así, se ha reportado la generación de partículas de poliol de
algal, pequeñas partículas de algas con grupos poliol, mediante la molienda de
las algas usando un molino planetario de bolas Pulverisette 7 Premium line
(Iqhrammullah et al., 2020). Ha llevado a cabo sus ensayos usando 25 g de
muestras y 25 bolas de 15 mm a 180 rpm durante 15 h. Estas pequeñas partículas
de poliol agregadas a una matriz de poliuretano logran mejorar propiedades como
la rugosidad o la estabilidad térmica pero no logran mejorar apreciablemente las
propiedades mecánicas. Merlina ha basado sus condiciones de trabajo en los
reportes de Schultz (Schultz-Jensen et al., 2013) quien para preparar sus
partículas de poliol usa un molino de bolas horizontal girando a 180 rpm.
Por su parte, Vinoth (Vinoth et al., 2015) ha realizado estudios en la
preparación de nanoparticulas herbales basadas en las hojas de la especie
medicinal Nothapodytes Nimmoniana. Para sus procesos de preparación se usan 10 g
de hojas secadas durante dos días y se muelen con bolas de zirconia en una
relación de 20:1 durante 8h a 500 rpm. Tras la molienda deja enfriar la jarra de
molienda a temperatura ambiente y luego muele en un ágata el polvo obtenido para
futuras caracterizaciones.
Este proyecto busca otorgar un valor agregado a las microparticulas de algas
como posible reforzante en matrices polimericas
Material e métodos
Se obtuvo micropartículas de alga parda Macrocystis pyrifera, las cuales fueron
recolectadas por la Asociación la Brisas en el distrito de Ilo, provincia de Ilo
en el departamento de Moquegua. Se realizo un tratamiento primario de reducción
de tamaño en un molino de martillos. Tras los procesos de molienda, las
partículas fueron tamizadas. Para la obtención de micropartículas de “Sargazo”
se utilizó un molino de bolas planetario PULVERISETTE 6 de línea clásica Para
ellos se utilizó harina de algas secas con diámetro de 45 μm < Ø < 63 μm.
Las micropartículas fueron dispersadas en un poliol de fuente renovable,
PRIPLAST 1838 utilizando el Homogeneizador de alta velocidad y Cizalla Silverson
L5M-A a 5000 rpm durante 3-4 minutos. Luego, el sistema micropartículas
dispersas en poliol se degasificó utilizando vacío.
Las partículas de poliol obtenidas por molienda y las dispersadas en poliol
fueron caracterizadas haciendo uso de un microscopio óptico Nikon Eclipse Ei,
espectroscopia infrarroja FTIR-ATR, análisis termogravimétrico TGA, dispersión
de luz dinámica DLS.
Resultado e discussão
Se realizó la distribución de tamaños a partir de fotografías tomadas. La
distribución de tamaños se representó a través de diagramas de cajas. La mediana
obtenida para la harina de algas fue de 11,505 µm, y luego de la molienda en el
MBP el tamaño medio se redujo a valores de 3,305 µm, 1,77 µm y 2,14 µm para Alg-
400-5h, Alg-500-5h y Alg-600-5h respectivamente. Por otro lado, al incrementar
las RPM de 400 a 500 rpm se produjo una reducción de tamaño medio de 1,535 µm;
sin embargo, al incrementar las RPM de 500 rpm a 600 rpm se observa una
variación mínima del tamaño medio. El diagrama de cajas muestra que la
dispersión de los tamaños de las MPP para Alg-500-5h es ligeramente mayor que
para Alg-400-5h, mientras que la dispersión se reduce para Alg-600-5h.
Los resultados descritos anteriormente evidencian que las RPM juegan un papel
importante en la reducción del tamaño de partícula al pasar de 400 a 500 rpm.
Sin embargo, el tamaño no se ve afectado considerablemente al incrementar a 600
rpm; por el contrario, trabajar a 600 rpm involucra un mayor consumo de energía.
La presencia de micropartículas fue confirmada por DLS. El tamaño de las
micropartículas se incrementó desde 0, 26626 µm hasta 1,11497 µm.
La presencia de una banda ancha alrededor de 3600-3000 cm-1 en el espectro FTIR
es debido a la vibración de tensión δ(O-H) y resulta de la superposición
de múltiples bandas debido a una fuerte contribución de los enlaces
hidrógeno e indica la presencia de un alto contenido de grupos.
(Karthik et al.,2016; Marlina et al.,2020)Las bandas observadas a 2926
cm-1y 2919 cm-1 se deben a vibraciones de tensión asimétrica ν(C-H).(Karthik
et al., 2016).
Proceso de molienda de las microparticulas de macrolaga parda Macrocystis pyrifera
Conclusões
Se obtuvieron micropartículas de alga parada Macrocystis pyrifera haciendo uso de
un molino de bolas planetario y obtenido dimensiones de aproximadamente 2 micras.
Estas, según las caracterizaciones realizadas, podrían actuar como rellenos o
reforzantes en las matrices poliméricas gracias los grupos funcionales
identificados en el espectro FTIR.
Agradecimentos
Los autores agradecen el financiamiento al Programa Nacional de Innovación en
Pesca y Acuicultura PNIPA
Referências
Bulota, M., & Budtova, T. (2015). PLA/algae composites: Morphology and mechanical properties. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 73, 109–115. https://doi.org/10.1016/J.COMPOSITESA.2015.03.001
Chiellini, E., Cinelli, P., Ilieva, V. I., & Martera, M. (2008). Biodegradable thermoplastic composites based on polyvinyl alcohol and algae. Biomacromolecules, 9(3), 1007–1013. https://doi.org/10.1021/BM701041E/SUPPL_FILE/BM701041E-FILE002.PDF
Ertani, A., Francioso, O., Ferrari, E., Schiavon, M., Nardi, S., di Agronomia, D., & Naturali Ambiente, R. (n.d.). molecules Spectroscopic-Chemical Fingerprint and Biostimulant Activity of a Protein-Based Product in Solid Form. https://doi.org/10.3390/molecules23051031
Kannan, S. (2014). FT-IR and EDS analysis of the seaweeds Sargassum wightii (brown algae) and Gracilaria corticata (red algae). In Int.J.Curr.Microbiol.App.Sci (Vol. 3, Issue 4). http://www.ijcmas.com
Karthik, S., Suriyaprabha, R., Balu, K. S., Manivasakan, P., & Rajendran, V. (2017). Influence of ball milling on the particle size and antimicrobial properties of Tridax procumbens leaf nanoparticles. IET nanobiotechnology, 11(1), 12-17.
Marlina, Iqhrammullah, M., Saleha, S., Fathurrahmi, Maulina, F. P., & Idroes, R. (2020). Polyurethane film prepared from ball-milled algal polyol particle and activated carbon filler for NH3–N removal. Heliyon, 6(8). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04590
