Produccion de etil benceno a partir de la biodegradación de unicel con un método biológico

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Este polímero se obtiene por un proceso denominado polimerización, que consiste en la unión de muchas moléculas pequeñas para lograr moléculas muy grandes. La sustancia obtenida es un polímero y los compuestos sencillos de los que se obtienen se llaman monómeros. El monómero utilizado como base en la obtención del poliestireno es el estireno (vinilbenceno): C6 H5 – CH = CH2. El poliestireno expandido es estable frente a muchos productos químicos, sin embargo, se contrae o expande cuando esta frente a: Ácidos concentrados (sin agua) al100%, Disolventes orgánicos (acetona, esteres, etc.), Hidrocarburos alifáticos saturados, Aceite de diesel y Carburantes. (León et al., 2007; Beltrán y Marcilla, 2012).

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En el proceso de producción y su huella ecológica, una de las principales preocupaciones es la emisión de cloro fluoro carbonos (CFC) a la atmósfera. Algunos poliestirenos se pueden reciclar si vienen con el símbolo triangular de reciclaje. (María Regina Palacios Menéndez, 2007)

El unicel es un material plástico celular y rígido fabricado a partir del moldeo de perlas preexpandidas de poliestireno expandible o uno de sus copolímeros, que presenta una estructura celular cerrada y rellena de aire. Por tanto, el unicel es la espuma de plástico que se utiliza para empaquetar la comida rápida, en la fabricación de vasos y platos desechables, en la industria de la construcción (como aislante térmico y acústico principalmente) y en empaques de artículos electrónicos.

Degradación de EPS

La degradación del poliestireno puede ser química, física, mecánica o por medio de microorganismos, a esta última comúnmente se le llama biodegradación. Dentro de la degradación química se encuentra la oxidación y la hidrólisis; las reacciones de oxidación consisten en exponer al polímero a la acción de los rayos ultravioleta (UV) con el objetivo de romper los enlaces químicos de los grupos terminales de la molécula (Singh y Sharma, 2007; Ali et al., 2008). Por otro lado, la degradación física puede ser por fotodegradación o térmica, la diferencia entre ellas radica en que la fotodegradación no depende de la escisión de grupos terminales, más bien es a través de la despolimerización a partir del rompimiento de enlaces débiles causando dos reacciones: una es la reducción del peso molecular, y la otra es generar productos volátiles (Arutchelvi et al., 2007; Pierella y Renzini, 2007).

La biodegradación se debe a la capacidad que poseen algunos microorganismos para escindir por acción enzimática las cadenas complejas de los polímeros (oxigenasas, alcohol deshidrogenasas, alcohol oxidasas); la fase inicial de este proceso es la modificación química del polímero con el fin de usarlo después como una posible fuente de carbono para su crecimiento y desarrollo (Arutchelvi et al., 2007). Los polímeros naturales (…….) son degradados en los sistemas biológicos por oxidación e hidrólisis, los organismos más importantes para llevar a cabo este mecanismo son los hongos, las bacterias y las algas (Brock et al., 2003; McMurry, 2008).

El proceso biodegradativo del unicel con bacterias es un proceso anaeróbico. (Brock et al., 2003).

La biodegradación del unicel para convertirlo en biomasa y gases se le conoce como mineralización, la cual varia de una especie bacteriana a otra, pues no todas las bacterias poseen los mismos complejos enzimáticos (Leejarkpai et al., 2011).

Los géneros de microorganismos que se han identificado para la biodegradación de poliestireno expandido son: Bacillus sp., Pseudomonas sp., Hongos filamentosos entre otros.

7.2 Hongos filamentosos

Los hongos filamentosos son un grupo de interés industrial en la producción de enzimas. Aspergillus muestra algunas ventajas para la producción industrial de enzimas, presenta buenas propiedades para el cultivo, lo que posibilita la producción a gran escala. (de Vries & Visser, 2001).

Muchos hongos filamentosos están naturalmente adaptados al crecimiento sobre superficies. Los hongos requieren un contacto cercano con el sustrato debido a su nutrición heterótrofa, secreción de enzimas extracelulares, absorción de nutrientes a través de la pared celular y el crecimiento apical de sus hifas (Jones, 1994).

Se conocen unas 900 especies del género Aspergillus. Rapper y Fennell los clasifican en 18 grupos; basándose en su aspecto macroscópico y en las características morfológicas de los conidióforos, siendo de éste las especies más importantes: Aspergillus fumigatus (85%), A. flavus (5-10%) y A. niger (2-3%).

7.3 El hongo Aspergillus niger:

Una de las especies de hongos filamentosos más comunes es el género Aspergillus. Éste fue descrito por primera vez por Micheli en 1729, que lo denominó con este nombre por su parecido con un "Aspergillum" (instrumento religioso utilizado para dispersar el agua bendita). Aspergillus es del grupo Deuteromycetes u hongos Imperfectos, se caracteriza por unas estructuras esporíferas o reproductoras llamadas conidias. El Aspergillus es un hongo ampliamente difundido en la naturaleza ya que se llega a desarrollar en vegetales en descomposición, granos de cereal, tejidos de algodón y, lana y plumas; su medio es un ambiente oscuro, húmedo y cerrado.

Al comienzo de su crecimiento Aspergillus niger forma colonias miceliales lanosas blancas o amarillentas; a medida que éste se desarrolla la superficie micelar se va cubriendo de puntos negros: son las cabezas aspergiares que pueden llegar a medir hasta 1 mm de diámetro, éstas se encuentran cargadas de esporas negras (Figura2).

Clasificación taxonómica

Especie

Aspergillus niger

Género

Aspergillus

Familia

Trichomaceae

Orden

Eurotiales

Phylum

Ascomycota

Reino

Fungi

Tabla 1- El género Aspergillus incluye más de 185 especies similares al A. niger. Aproximadamente 20 de estas especies son conocidas por causar infecciones humanas, siendo el A. niger el agente