Bioplásticos a partir de proteína de guisanteprocesado, caracterización y ciclo de vida

Resumen

La Organización de las Naciones Unidas promulga los 17 Objetivos de Desarrollo Sstenible (ODS), con el objetivo de acabar con la pobreza, proteger el planeta y garantizar que todas las personas disfruten de la paz y prosperidad para 2030. Entre ellos encontramos el objetivo 12 sobre una gestión eficiente de recursos naturales que reduce la cantidad de desechos. Para ello, en los últimos años se están utilizando residuos y subproductos de la industria para fabricar materiales sostenibles y que además sean eco-friendly (en un contexto de economía circular que haga uso de residuos o subproductos como materia prima). En esta línea de actuación propuesta se sitúan los materiales que buscan sustituir a los plásticos convencionales obtenidos a partir del petróleo. Dichos materiales reciben el nombre de bioplásticos porque son biodegradables, tienen un origen natural o porque cumplen ambas cualidades. En este sentido, el objetivo principal de esta tesis consiste en el desarrollo de bioplásticos a partir de un subproducto, procedente de la industria agroalimentaria, rico en proteína de guisante. Para ello, la primera etapa de la tesis ha consistido en la caracterización de la materia prima, en base a su composición química y aminoacídica, y a sus propiedades fisicoquímicas y térmicas. A continuación, se ha procedido a la fabricación de bioplásticos. Las técnicas clásicas de procesado de polímeros termoplásticos (extrusión, moldeo por compresión, etc.) han sido ampliamente utilizadas para obtener diferentes materiales bioplásticos basados en proteínas. En este estudio, se han fabricado bioplásticos por moldeo por inyección. Dicha técnica consiste en un mezclado previo de la proteína y un plastificante (glicerina), seguida de una etapa de inyección. Para ello, se han estudiado la influencia de los parámetros de procesado involucrados, evaluando tanto la relación proteína/plastificante, el tiempo de mezclado o las condiciones de inyección como la presión de inyección, el tiempo o la temperatura del molde. Siguiendo las condiciones de procesado seleccionadas anteriormente se ha elaborado el sistema de referencia. De esta forma, se ha evaluado la influencia de diferentes métodos de entrecruzamiento sobre las propiedades de los bioplásticos obtenidos. Se han estudiado 3 métodos de entrecruzamiento. En concreto, se ha utilizado un tratamiento térmico y radiación ultravioleta (UV) como métodos físicos, genipina y aldehídos como métodos químicos y transglutaminasa como método enzimático. Respecto a los distintos métodos de entrecruzamiento, el entrecruzamiento físico genera nuevos enlaces por fenómenos físicos adicionales, mientras que los entrecruzamientos químico y enzimático generan nuevos enlaces mediante reacciones químicas provocadas por compuestos químicos o el uso de enzimas. Finalmente, se incluye una evaluación medioambiental de un proceso que utiliza residuos/subproductos para comprender el proceso en el contexto de la economía circular. Por ello, se ha llevado a cabo un análisis preliminar de los bioplásticos obtenidos, con las diferentes modificaciones realizadas, a través de un estudio preliminar del ciclo de vida de su proceso de fabricación.