IDENTIFICACION DE CAMBIOS ESTRUCTURALES EN PAJA DE TRIGO DURANTE EL PROCESO DE DESLIGNIFICACION ORGANOSOL UTILIZANDO ESPECTROSCOPIA INFLARROJA FTIR

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Tradicionalmente el 85 % de este residuo es dispuesto mediante la quema in situ a cielo abierto con el objetivo de preparar la tierra para el próximo ciclo agrícola, el 15 % restante tiene diversas aplicaciones. Tal práctica repercute considerablemente en las emisiones de CO, material particulado (MP) y CH4 al ambiente, ocasionando un deterioro de la calidad del aire de los Valles y ciudades cercanas, así como problemas en la salud de la población. (AgroSíntesis, 2013).

La contaminación es un grave problema ambiental que afecta a todo el planeta de manera preocupante. Las sustancias químicas contaminantes presentes en la atmósfera producen un efecto nocivo en seres vivientes o en el ambiente. La contaminación gaseosa está compuesta por material particulado (PM), compuestos volátiles y gases como dióxido y monóxido de carbono (CO2, CO), dióxido de azufre (SO2), óxido nitroso (N2O) y otros producidos por procesos industriales.

1.4 objetivo

1.4.1 Objetivo general

Obtener espectros de la pulpa de celulosa de trigo en FTIR espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier)

1.4.2 Objetivos específicos.

- Analizar los espectros representativos de enlaces residuales con lignina utilizando la segunda derivada inversa

- Evaluar la influencia de la temperatura en la deslignificación

1.5 Hipótesis

se podrá observar mediante FTIR el efecto de temperatura en el proceso de deslignificación de paja de trigo para la obtención de celulosa.

II MARCO TEÓRICO

2.1 FTIR

FTIR significa infrarrojo con transformada de Fourier, el método preferido de la espectroscopia de infrarrojos. En espectroscopia infrarroja, la radiación IR se hace pasar a través de una muestra. Algunos de la radiación infrarroja esabsorbida por la muestra y algunos de los que se pasa a través (transmitida). La resultante representa el espectro molecular absorción y transmisión, la creación de una huella digital molecular de la muestra.

Al igual que una huella digital no hay dos únicos molecular estructuras producen la misma espectro infrarrojo. Esto hace espectroscopia infrarroja útil para varios tipos de análisis. Así que, ¿qué información puede proporcionar FT-IR?

• Puede identificar materiales desconocidos

• Se puede determinar la calidad o la consistencia de una muestra

• Se puede determinar la cantidad de componentes de una mezcla

2.2 CELULOSAS

La celulosa es un homopolisacárido compuesto de unidades β -D- glucopiranosa que están unidas entre sí por (1→4) enlaces glucosídicos, y se encuentra principalmente en la pared secundaria de la célula, la celulosa se ​​considera como un polímero de la glucosa desde la celobiosa conteniendo dos moléculas de glucosa. La fórmula química de la celulosa es (C6H10O5) n. La celulosa existe tanto en el cristalino y el no cristalino. Se obtiene la estructura cristalina de la celulosa cuando la coalescencia de varias cadenas de polímero conduce a la formación de microfibrillas, que a su vez están unidos para formar.

2.3 HEMICELULOSAS

De manera similar a la celulosa, hemicelulosa función de material de apoyo en las paredes celulares y como una sustancia de reserva. La principal característica que diferencia este compuesto a partir de celulosa es que, la hemicelulosa es un heteropolisacárido , que contiene ramificaciones más cortas y amorfas que consisten de diferentes azúcares . Estos monosacáridos incluyen pentosas (D- xilosa y L- arabinosa) , hexosas (D- glucosa, D- manosa y D- galactosa) , ácidos urónicos (por ejemplo, 4 -O -metil- D- glucurónico, D- glucurónico, y ácidos D- galactouronic) y pequeñas cantidades de desoxyhexoses (L- ramnosa y L- fucosa).

2.4 LIGNINA

La lignina es el polímero aromático natural más compleja y además de proporcionar resistencia mecánica a la madera mediante la celebración de las fibras entre sí entre las paredes de las células también proporciona un escudo protector de ataque enzimático para la celulosa y hemicelluloses. Es un polímero tridimensional amorfo, de bloques de construcción predominantes son unidades fenilpropano.

2.5 POSIBLES USOS DE LA PAJA DE TRIGO

Para la producción de bioetanol la biomasa puede provenir de siembras y plantaciones agrícolas, tales como la caña de azúcar, la remolacha, el trigo, el maíz, la cebada, el centeno, cascarilla de arroz, cáscara de frutos secos, residuos del maíz y paja de trigo entre otros. Al igual se utilizan plantaciones forestales y sus residuos procedentes de poda, madera subutilizada como el aserrín, árboles no comerciales imperfectos y de bosques superpoblados que requieran ser raleados, con peligro de incendio o que se encuentren en mal estado fitosanitario (Ballesteros, 2001).

Según la Oficina de Estudios y Políticas Agrarias (ODEPA, 2008), en la temporada 2006/2007 se sembraron 289.010 ha de trigo en Chile, la Región del Bio Bio figura con cerca de 83.500 ha, ocupando el segundo lugar después de la Región de La Araucanía con 107.800 ha, ambas regiones en conjunto superan 65% de la superficie sembrada con trigo a lo largo del país.

Una consecuencia de la agricultura moderna es la producción de una gran cantidad de biomasa. Los índices de cosecha de las variedades actuales no superan el 50% (Evans, 1993), por lo que la cantidad de residuos que queda en el campo es igual o mayor a la biomasa cosechada. En el cultivo de cereales esto significa dejar en el terreno varias toneladas de paja (García de Cortázar et al., 2003).

Por otra parte, el desarrollo agropecuario ha provocado que exista una mayor separación entre sectores dedicados exclusivamente a producción animal y aquellos dedicados a cultivos, siendo poco rentable transportar estos residuos, por largas distancias al ser voluminosos. Además poseen un bajo porcentaje de proteína cruda y digestibilidad, sin aumentar mayormente los niveles de energía metabolizable para el animal (Helsel y Thomas, 1987).

La paja que queda en los rastrojos luego de su cosecha presenta grandes dificultades para cualquier faena