Binderless fiberboard production from Cynara cardunculus and Vitis vinifera

Identificador:  TDX:277

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TDX277

Autores:  Mancera Arias, Camilo

Resumen:
Producción de Tableros de Fibras a partir de Cynara cardunculus y Vitis vinifera<br/>En el presente estudio trozos Cynara cardunculus y Vitis vinifera fueron pretratados, y usados para producir tableros de fibras sin adhesivos sintéticos. Estos materiales lignocelulósicos se explotaron con vapor a través de un proceso termomecánico de vapor en un reactor por lotes. Después del pretratamiento el material fue secado, molido y prensado en caliente para producir los tableros. Se evaluaron los efectos de los factores del pretratamiento (temperatura de reacción y tiempo de reacción) y las condiciones de prensado (presión de prensado, temperatura y tiempo) sobre las propiedades químicas y físico-mecánicas de los tableros de fibras y se establecieron las condiciones que optimizan dichas propiedades. Las propiedades físico-mecánicas de los tableros de fibras que fueron estudiadas son: densidad, módulo de elasticidad (MOE), módulo de ruptura (MOR), enlace interno (IB), absorción de agua (WA) y hinchazón en hinchazón (TS) y las propiedades químicas estudiadas de la materia prima y el material pretratado fueron las siguientes: Cenizas, contenido de lignina Klason, contenido de celulosa y contenido de hemicelulosas. Se uso una metodología de superficie de respuesta basada en un diseño de experimentos del tipo central compuesto y una metodología de optimización de respuesta múltiple.<br/>Los tableros de fibras sin adhesivos sintéticos producidos a partir de tallos de Cynara cardunculus a las condiciones óptimas encontradas cumplieron con las normas europeas para los tableros de uso interno. Sin embargo, los tableros de fibras sin adhesivos sintéticos producidos a partir de podas de Vitis vinifera a las condiciones óptimas encontradas para este material no cumplieron totalmente las normas europeas; los valores del módulo de ruptura y del enlace interno para estos tableros fueron inferiores a los mínimos requeridos. <br/>Una lignina Kraft comercial fue sometida a reacción en un medio alcalino para mejorar sus propiedades adhesivas. Se determinaron los cambios químicos en las ligninas Kraft tratadas, las propiedades medidas fueron: contenido en cenizas, lignina Klason, lignina soluble en ácido y azúcares, también se determinaron las características estructurales de estas ligninas en términos de hidroxilos fenólicos, hidroxilos alifáticos, metóxilos, carbonilos, Mw, Mn y polidispersidad. Se estudiaron los efectos de la temperatura de reacción y el tiempo de reacción sobre las propiedades de la lignina con una metodología de superficie de respuesta, y se encontraron la condiciones óptimas de reacción.<br/>Se usaron dos tipos diferentes de lignina Kraft, lignina Kraft tratada en medio alcalino y lignina Kraft cruda lavada con ácido, como aditivos para mejorar las propiedades físico-mecánicas de los tableros de fibras sin adhesivos sintéticos producidos a partir de Vitis vinifera, para alcanzar y superar las normas europeas completamente. Al final los tableros de fibras producidos con una substitución del 20% de fibras de Vitis vinifera por lignina Kraft cruda lavada con ácido fueron capaces de satisfacer las normas europeas por completo.Este trabajo de investigación fue un esfuerzo para reducir nuestra dependencia de los derivados del petróleo, para disminuir la deforestación y para aumentar el uso de materiales renovables y biodegradables con la intención de preservar el medio ambiente y fomentar un desarrollo sostenible de nuestra sociedad.