ES2272838T3 - Proceso para la fabricacion de acetato de celulosa. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para la fabricación de acetato de celulosa que comprende los pasos de cocción al vapor de la harina de mazorca de maíz a una temperatura de 150 a 250ºC y una presión de 20 a 29 MPa.; filtración de la harina de mazorca de maíz cocida al vapor para obtener un producto sólido, y deshidratación y acetilación mediante la adición de anhídrido acético y ácido sulfúrico al producto sólido.
Description
Proceso para la fabricación de acetato de
celulosa.
Esta solicitud de patente reivindica su
prioridad respecto a la solicitud de la Patente Japonesa No.
2002-186476.
La presente invención se refiere a un proceso
para la fabricación de acetato de celulosa que es útil como
plástico biodegradable y es elaborado a partir de harina de mazorca
de maíz.
El plástico biodegradable es aquel que, como el
ordinario, presenta unas aplicaciones excelentes de utilización
pero que, después de su uso, se descompone rápidamente por los
microorganismos medioambientales (por ejemplo, los del suelo) para
transformase finalmente en constituyentes orgánicos para la tierra,
agua y dióxido de carbono. Además, esta cualidad contribuye al
especial interés que se está concediendo a los problemas
concernientes a los residuos, etc.
Se han publicado diversos tipos de plásticos
biodegradables. Como ejemplos de éstos se incluyen los ácidos
polilácticos que se producen por deshidratación y polimerización
del ácido láctico obtenido a partir de la fermentación del almidón
de maíz, patatas, etc., realizada por los lactobacilos. Dichos
productos son utilizados para multifilm agrícola, bolsas de compost,
etc. Sin embargo, los precios de las materias primas y los costes
del procesamiento son elevados por lo que éstos no son tan
imprescindibles considerando las circunstancias futuras de los
productos alimenticios. La policaprolactona es otro ejemplo de
plástico biodegradable que puede ser satisfactorio en cuanto a sus
propiedades físicas y biodegradabilidad. Sin embargo, éste es
también tan costoso que es difícil utilizarlo como material
agrícola, etc., y su uso está limitado a materiales médicos,
etc.
Además, se está vendiendo como plástico
biodegradable el obtenido simplemente amasando almidón de maíz con
polietileno. No obstante, éste no es un plástico biodegradable en
sentido estricto, ya que es bien sabido que aunque uno de sus
constituyentes proceda de una materia natural, como el almidón, y
por tanto, pueda ser biodegradable, el polietileno no sufre ninguna
transformación (descomposición). Dicho producto está siendo
retirado del mercado a pesar de su bajo precio.
Por consiguiente, los plásticos biodegradables
conocidos hasta ahora han tenido poca difusión debido a su
rendimiento insatisfactorio o porque requieren un proceso
complicado de fabricación y sus precios son elevados. Sin embargo,
hay un interés por desarrollar productos con mayor rendimiento y
menores costes ya que se prevé que aumente cada vez más en el
futuro la demanda de plásticos biodegradables para proteger el
medioambiente global. Bajo estas circunstancias, se están llevando
a cabo estudios para elaborar plásticos biodegradables compuestos
principalmente de celulosa, que se encuentra en las plantas en
grandes cantidades, o un derivado de la misma. Sin embargo, con
este plástico biodegradable se presenta el mismo problema que con
los otros plásticos, es decir, tiene un elevado coste de
fabricación.
Por otro lado, la mayor parte de la mazorca de
maíz está compuesta de celulosa (lignocelulosa y hemicelulosa). La
harina de mazorca de maíz, la cual se obtiene por desecación y
trituración de las mazorcas, es utilizada como sustrato fúngico
para el crecimiento de hongos, abrasivo para plantas leguminosas,
material de construcción de nidos para animales, etc., pero muy poco
como material industrial. La mayoría de las mazorcas de maíz
producidas son desechadas como basura. La incineración es el método
principal para la eliminación de residuos pero este sistema
conlleva muchos problemas entre los que se incluye la degradación
del medioambiente. Por lo tanto, se está estudiando la manera de
utilizar eficazmente las mazorcas de maíz.
Cuando las mazorcas de maíz son utilizadas como
materia prima para la fabricación de plástico biodegradable
compuesto principalmente de celulosa o un derivado de la misma,
etc., el coste de dicha materia prima es cero ya que apenas se
precisa realizar ningún tipo de labor para recolectarla, etc., y los
productores agrícolas ya no conllevan los costes de la eliminación
de residuos que hasta ahora habían soportado. Por consiguiente, un
plástico biodegradable elaborado a partir de mazorcas de maíz tiene
un precio altamente competitivo en comparación con otros plásticos
biodegradables.
Sin embargo, a pesar de todas estas
características, no se ha desarrollado ningún plástico
biodegradable compuesto principalmente de celulosa o un derivado de
la misma, etc., y que sea fabricado a partir de mazorcas de maíz.
Una posible explicación de este hecho es el elevado coste de la
esterificación, etc., puesto que es difícil obtener la celulosa
(pulpa de alta calidad) mediante la separación de la liginina de
las lignocelulosas, las cuales son los componentes mayoritarios de
las mazorcas de maíz. La separación de la lignina de las
lignocelulosas requiere muchos pasos, es decir, molienda de las
mazorcas de maíz en molino de piedra, hervido con álcali y
tratamiento con ácido sulfuroso.
La invención resuelve los problemas expuestos
anteriormente y proporciona un proceso económico para fabricar
acetato de celulosa que es útil como plástico biodegradable puesto
que se emplea como materia prima la harina de mazorca de maíz la
cual ha sido hasta hora desechada. Además, la presente invención
establece un proceso para fabricar xilooligosacáridos, que son
útiles como elementos endulzantes, a partir de un subproducto
obtenido en la fabricación del acetato de celulosa.
Específicamente, la presente invención facilita
un proceso para elaborar acetato de celulosa que comprende los
pasos de: cocción al vapor de la harina de mazorca de maíz a una
temperatura de 150 a 250ºC y una presión de 20 a 29 MPa; filtración
de la harina de mazorca de maíz cocida para obtener un producto
sólido y deshidratación y acetilación de dicho producto sólido
mediante la adición de anhídrido acético y ácido sulfúrico.
La Fig.1 muestra una vista parcial de la sección
de una máquina de extrusión que tiene un cilindro sellado por
presión, como un ejemplo de recipiente de presión, para llevar a
cabo el tratamiento de cocción al vapor según la presente
invención.
El proceso para la fabricación de acetato de
celulosa y xilooligosacáridos de la presente invención, está
caracterizado por la cocción al vapor de la harina de mazorca de
maíz a una temperatura de 150 a 250ºC y una presión de 20 a 29 MPa
(denominado en adelante como tratamiento de cocción al vapor) y su
posterior filtración para obtener un producto sólido.
El tratamiento de cocción al vapor de acuerdo
con la presente invención es un proceso en el que se añade agua a
la harina de mazorca de maíz (un polvo obtenido a partir de la
desecación y trituración de las mazorcas de maíz) y la mezcla
resultante se cuece al vapor a 150-250ºC y
20-29 MPa, siendo éstas las condiciones del estado
subcrítico (inmediatamente antes del supercrítico). El tratamiento
de cocción al vapor según la presente invención hace posible, en un
paso sencillo y eficaz, separar la lignina de las lignocelulosas,
proceso que hasta ahora ha requerido múltiples etapas.
El tratamiento de cocción al vapor precisa una
temperatura de 150 a 250ºC y una presión de 20 a 29 MPa, y
preferiblemente una temperatura de 180 a 200ºC y una presión de 25
a 28 MPa. La cantidad de agua añadida es preferentemente de 10 a
1.000 partes del peso y más preferiblemente de 50 a 100 partes del
peso por cada 100 partes del peso de harina de mazorca de maíz. El
tratamiento de cocción al vapor se realiza preferentemente durante
10 a 30 minutos, y más preferiblemente durante 15 a 20 minutos.
Además, en el tratamiento de cocción al vapor,
se puede añadir un derivado del ácido sulfuroso a la harina de
mazorca de maíz. Esta adición hace posible reducir la duración del
tratamiento de cocción al vapor. Como ejemplos de derivados del
ácido sulfuroso se incluyen el sulfito sódico o cálcico. La cantidad
del derivado del ácido sulfuroso que se añade es preferiblemente de
1 a 10 partes del peso y más preferentemente de 2 a 5 partes del
peso por cada 100 partes del peso de harina de mazorca de maíz.
El tratamiento de cocción al vapor se lleva a
cabo de manera preferente en un recipiente de presión y
particularmente preferible en una máquina de extrusión que tiene un
cilindro sellado por presión como la que se muestra en la Fig. 1.
Esta Fig. 1 es una vista parcial de la sección de una máquina de
extrusión con un cilindro sellado por presión y es un ejemplo de un
recipiente de presión para efectuar el tratamiento de cocción al
vapor según la presente invención. La máquina de extrusión está
compuesta por: un cilindro (1) que tiene un puerto de entrada del
material (2) en su base; un tornillo (3) con un recorrido en espiral
(4) para amasar (cocción al vapor) y expulsar hacia su extremo
distal la harina de mazorca de maíz y el agua (referidos en
adelante simplemente como los materiales) que fueron introducidos a
través del puerto de entrada del material (2); un calentador (5)
para calentar el cilindro (1); medios motrices (6) incluyendo un
motor (7) conectado a una fuente de alimentación (no mostrado) para
hacer rotar el tornillo (3) y un engranaje reductor (8) que tiene
un engranaje principal (9) y un engranaje de transmisión (10); un
puerto de descarga (11) para depositar un producto expulsado que ya
se ha cocido al vapor; un material aislante del calor (12) cubriendo
el cilindro (1) y el calentador (5), etc. El puerto de entrada del
material (2) está conectado a una bomba (no mostrada) para
introducir los materiales en el cilindro (1) a través de dicho
puerto (2). Un paso de la hélice del recorrido en espiral (4) del
tornillo (3) se acorta cuando se aproxima al puerto de descarga
(11). Además, el cilindro (1) tiene instalados un sensor de
temperatura (13) y otro de presión (14) cerca del extremo distal del
tornillo (3).
El tratamiento de cocción al vapor es realizado
por la máquina de extrusión que se muestra en la Fig.1 y de acuerdo
con la secuencia siguiente. Los materiales son introducidos por la
bomba (no mostrada) dentro del cilindro (1) a través del puerto de
entrada del material (2) y el calentador (5) establece una
temperatura interna determinada en dicho cilindro (1). Como se
observa en el motor (7), un eje rotatorio de éste girado en el
sentido de las agujas del reloj hace rotar al engranaje principal
(9) en el mismo sentido y en el sentido contrario al engranaje de
transmisión (10) y al tornillo (3). De esta forma, la harina de
mazorca de maíz hierve mientras se expulsa harina de mazorca de
maíz hacia el puerto de descarga (11). Puesto que el paso de la
hélice del recorrido en espiral (4) del tornillo (3) se acorta
hacia el puerto de descarga (11), la harina de mazorca de maíz se
comprime y somete a una presión específica a medida que se aproxima
al puerto de descarga (11). Una vez completado el tratamiento de
cocción al vapor, la harina de mazorca de maíz es expulsada por el
puerto de descarga (11).
Aunque, en la presente representación, los
sensores de temperatura (13) y presión (14) están instalados en el
cilindro (1) cerca del extremo distal del tornillo (3), es
conveniente instalar el sensor de temperatura (13), más que en una
posición media, en una más alejada del lado del extremo distal del
tornillo (3), con respecto a la dirección axial, del cilindro (1).
Asimismo, una posición de instalación adecuada del sensor de
presión (14) es en un espacio que se encuentra en el extremo distal
del tornillo (3) del cilindro (1).
Cuando la máquina de extrusión mostrada en la
Fig. 1 efectúa el tratamiento de cocción al vapor, es necesario que
la temperatura y la presión estén determinadas por los sensores
(13) y (14) correspondientes, para que dichas condiciones se
encuentren dentro de los rangos de 150 a 250ºC y de 20 a 29 MPa,
respectivamente.
Además, es conveniente emplear también un
proceso en el que dos o más unidades de máquinas de extrusión
mostradas en la Fig. 1 estén conectadas en serie para llevar a cabo
el tratamiento de cocción al vapor, es decir, un proceso por el que
una mezcla de harina de mazorca de maíz y agua cocida al vapor en
una primera máquina de extrusión y expulsada a través del puerto de
descarga (11) de la misma, sea directamente introducida en el
puerto de entrada del material (2) de una segunda máquina de
extrusión para una cocción al vapor posterior. Cuando dos o más
unidades de máquinas de extrusión, según la Fig. 1, están conectadas
en serie para el tratamiento de cocción al vapor, las condiciones
en éstas pueden ser las mismas o diferentes entre ellas siempre y
cuando las condiciones de la cocción al vapor de la última máquina
conectada satisfagan las de la temperatura de 150 a 250ºC y presión
de 20 a 29 MPa. En el caso en el que las condiciones de cocción al
vapor difieran de una máquina de extrusión a otra, es preferible que
la temperatura y la presión se establezcan desde la primera hasta
la última máquina de extrusión
conectada.
conectada.
El tratamiento de cocción al vapor de la harina
de mazorca de maíz, tal y como se ha descrito anteriormente, da
lugar a una mezcla de polifenol (producido por un cambio de la
lignina) y celulosa que se ha obtenido por descomposición de las
lignocelulosas y las hemicelulosas solubles (denominadas en adelante
como xilano soluble). El tratamiento de filtración de la mezcla
permite obtener celulosa (pulpa de alta calidad) en forma sólida y
una solución mezcla de polifenol y xilano soluble. Este tratamiento
es preferiblemente realizado por un dispositivo de filtración.
La celulosa producida mediante su separación de
la lignina en el tratamiento de filtración, se cristaliza debido a
la formación de puentes de hidrógeno con los grupos hidroxilo y es
insoluble tanto en agua como en cualquier solvente. Por lo tanto,
la deshidratación y acetilación se realiza, como se describe a
continuación, mediante la conversión de una parte de los grupos
hidroxilo de la molécula en grupos acetato para obtener un acetato
de celulosa plastificado que es soluble tanto en agua como en un
solvente. La deshidratación y acetilación se lleva a cabo
preferentemente en un recipiente de presión equipado con un
agitador.
La deshidratación y acetilación están pensadas
para hacer reaccionar la celulosa con el anhídrido acético y el
ácido sulfúrico para sustituir los grupos acetato por grupos
hidroxilo. Esto da lugar a la formación de puentes de hidrógeno en
la celulosa y viene expresado por las siguientes fórmulas de
reacción (1) y (2) donde n es el grado de polimerización y m es el
grado de sustitución.
Fórmula de reacción (1)
\{C_{6}H_{7}O_{2}(OH)_{3} \}_{n} \ + \
3n(CH_{3}CO)_{2}O \rightarrow
\{C_{6}H_{7}O_{2}(OCOCH_{3})_{3} \}_{n} \ + \
3nCH_{3}COOH
Fórmula de reacción (2)
\{C_{6}H_{7}O_{2}(OCOCH_{3})_{3}\}_{n}
\ + \ n(3-m)H_{2}O \rightarrow
\{C_{6}H_{7}O_{2}(OCOCH_{3})_{m} \ (OH)_{3-m}
\}_{n} \ + \ n (3-m)
CH_{3}COOH
La fórmula de reacción (1) muestra que la
reacción de la celulosa y el anhídrido acético produce acetato de
celulosa con la completa sustitución por grupos acetato y ácido
acético. Por otro lado, la formula de reacción (2) muestra que la
reacción del acetato de celulosa producido de acuerdo con la fórmula
de reacción (1) y agua, produce acetato de celulosa con un grado de
sustitución m y ácido acético. El ácido acético obtenido según las
fórmulas de reacción (1) y (2) puede ser reutilizado.
La deshidratación y acetilación se pueden
realizar de acuerdo con la secuencia siguiente. Después de que el
producto sólido (celulosa), obtenido a partir del tratamiento de
filtración, se ha lavado con agua para eliminar el álcali del
mismo, se añaden ácido sulfúrico y anhídrido acético y se hacen
reaccionar con dicho producto sólido. A continuación, el ácido
acético es eliminado (recogido) del producto resultante de la
reacción por un deshidratador y finalmente se seca.
Con el procedimiento anterior se obtiene acetato
de celulosa con un grado de acetilación de 51 a 61.
La cantidad de ácido sulfúrico que se añade es
preferiblemente de 1 a 10 partes del peso y más preferentemente de
3 a 5 partes del peso por cada 100 partes del peso de celulosa
seca. La cantidad de anhídrido acético que se añade es
preferiblemente de 1 a 20 partes del peso y más preferentemente de 5
a 10 partes del peso por cada 100 partes del peso de celulosa seca.
Además, se puede añadir de manera preferente ácido acético y la
cantidad del mismo es preferiblemente de 1 a 10 partes del peso y
más preferentemente de 3 a 5 partes del peso por cada 100 partes
del peso de celulosa.
La deshidratación y acetilación se lleva a cabo
preferiblemente bajo una presión de 5 a 15 MPa y más
preferentemente de 8 a 10 MPa. La temperatura para realizar las
reacciones de deshidratación y acetilación es preferiblemente de 60
a 100ºC y más preferentemente de 70 a 90ºC y la velocidad de
agitación es preferiblemente de 30 a 100 rpm y más preferentemente
de 40 a 60 rpm. La duración de la deshidratación y acetilación es
preferiblemente de 15 a 30 horas y más preferentemente de 20 a 24
horas.
Aunque el acetato de celulosa es en sí mismo un
plástico biodegradable, también es posible utilizarlo como una base
para amasar varios tipos de materiales (por ejemplo, almidón de
maíz y ácido poliláctico) y producir plásticos biodegradables con
propiedades diferentes.
Por otra parte, el xilano soluble obtenido a
partir del tratamiento de filtración se transforma en
xilooligosacáridos mediante un tratamiento hidrolítico (tratamiento
enzimático) con xilanasa. El tratamiento enzimático puede realizarse
siguiendo la siguiente secuencia: se añade xilanasa y se la hace
reaccionar con el filtrado, eliminado del producto sólido mediante
el dispositivo de filtración, en un recipiente de reacción equipado
con un agitador y que tiene un mecanismo conservador de la
temperatura. Cualquier materia suspendida es eliminada del producto
resultante de la reacción mediante un dispositivo de filtración y
posteriormente se seca. Los xilooligosacáridos se obtienen siguiendo
la secuencia anterior.
La cantidad de xilanasa añadida en el
tratamiento enzimático es preferiblemente de 0,1 a 5 partes del
peso y más preferentemente de 0,5 a 2 partes del peso por cada 100
partes del peso de producto filtrado. El tratamiento enzimático es
preferiblemente realizado a un pH de 3 a 8 y más preferentemente a
uno de 4 a 6. Además, la temperatura para este tratamiento es
preferiblemente de 30 a 50ºC y más preferentemente de 40 a 45ºC. La
velocidad de agitación es preferiblemente de 60 a 200 rpm y más
preferentemente de 100 a 150 rpm. La duración del tratamiento es
preferiblemente de 15 a 30 horas y más preferentemente de 20 a 24
horas.
Aunque el tratamiento enzimático convierte el
xilano soluble en xilooligosacáridos (elementos endulzantes), se
pueden omitir del proceso de fabricación de un plástico
biodegradable tanto el subproducto soluble xilano como este paso.
Sin embargo, la realización de éste hace posible conseguir un
incremento notable en la eficiencia de la utilización de las
materias primas, la reducción de residuos y la producción auxiliar
de productos útiles. En otras palabras, el tratamiento enzimático
puede disminuir los costes de elaboración de acetato de celulosa.
Por otro lado, los xilooligosacáridos son empleados en varios tipos
de alimentos ya que previenen la caries dental y establecen un
balance beneficioso para la salud de bacterias coliformes por lo
que se espera que aumente enormemente la demanda de éstos en el
futuro.
La invención se describirá más específicamente a
continuación por medio de ejemplos aunque ésta no está limitada a
dichos ejemplos.
La cocción al vapor de una harina de mazorca de
maíz se ha llevado a cabo en cuatro unidades de máquinas de
extrusión selladas por presión conectadas en serie como se muestra
en la Fig. 1. Las cuatro máquinas de extrusión conectadas en serie
incluían una primera máquina de extrusión con un puerto de descarga
(11) conectado con un puerto de entrada del material (2) de una
segunda máquina de extrusión y el resto estaban conectadas de la
misma forma hasta la cuarta máquina de extrusión, de tal forma que
una mezcla amasada y cocida al vapor en la primera máquina de
extrusión pueda ser introducida directamente a través del puerto de
entrada del material (2) del cilindro (1) de la segunda máquina de
extrusión y así sucesivamente hasta que se alcance el puerto de
entrada del material (2) de la cuarta máquina de extrusión.
Se añadieron cinco partes del peso de sulfito
cálcico y 50 partes del peso de agua por cada 100 partes del peso
de harina de mazorca de maíz y la mezcla se introdujo dentro del
puerto de entrada del material (2) del cilindro (1) de la máquina
de extrusión sellada por presión mostrada en la Fig. 1. A
continuación, se establecieron en la primera máquina de extrusión
la temperatura y la presión expuestas en la Tabla 1, se reguló el
motor para hacer rotar al tornillo (3) y tras cinco minutos de
amasamiento (cocción al vapor) un producto amasado es expulsado a
través del puerto de descarga (11). Este producto amasado y
expulsado a través del puerto de descarga (11) es introducido
directamente en el puerto de entrada del material (2) del cilindro
(1) de la segunda máquina de extrusión repitiéndose el proceso de
amasamiento (cocción al vapor) de la misma manera hasta la cuarta
máquina de extrusión. En la Tabla 1 se muestran las condiciones
establecidas y la duración de amasamiento (cocción al vapor) para
cada máquina de extrusión. Los valores de temperatura y presión
expuestos en la Tabla 1 son los determinados por el sensor de
temperatura (13) y el de presión (14), respectivamente.
| Primera | Segunda | Tercera | Cuarta | |
| máquina de | máquina de | máquina de | máquina de | |
| extrusión | extrusión | extrusión | extrusión | |
| Temperatura (ºC) | 100 | 150 | 200 | 220 |
| Presión (MPa) | 3,5 | 10 | 22 | 28 |
| Duración del tratamiento (min) | 5 | 5 | 5 | 15 |
La harina de mazorca de maíz que ha sido cocida
al vapor por las cuatro máquinas de extrusión conectadas en serie,
se filtró mediante un dispositivo de filtración y el producto sólido
resultante (celulosa) se introdujo en un recipiente de presión
equipado con un agitador. A continuación, se introdujeron 5 partes
del peso de ácido acético, 10 partes del peso de anhídrido acético
y 5 partes del peso de ácido sulfúrico por cada 100 partes del peso
de producto sólido y la mezcla resultante se dejó reaccionar
durante 24 horas a una presión de 10 MPa y una velocidad de
agitación de 60 rpm hasta producir finalmente acetato de celulosa.
Las propiedades físicas del acetato de celulosa obtenido se muestran
en la Tabla 2.
| Aspecto externo | Polvo en escamas de color blanco |
| Gravedad específica | 1,33(25ºC), 1,36(4ºC) |
| Densidad de esponjamiento (Kg/L) | 0,25-0,5 |
| Temperatura de transición del cristal (ºC) | 160-180ºC |
| Aspecto externo | Polvo en escamas de color blanco |
| Punto de fusión (ºC) | 230-300ºC |
El filtrado obtenido a partir de la filtración,
con el dispositivo correspondiente, del producto sólido procedente
de la harina de mazorca de maíz cocida al vapor, se introdujo en un
recipiente de presión equipado con un agitador y que tiene un
mecanismo conservador de la temperatura. En dicho recipiente se
introdujeron 3 partes del peso de xilanasa y 0,1 partes del peso de
hidróxido sódico por cada 100 partes del peso de producto filtrado
y, posteriormente, se dejó reaccionar a la mezcla resultante
durante 24 horas a una temperatura de 45ºC y una velocidad de
agitación de 150 rpm hasta obtener xilooligosacáridos.
El tratamiento de cocción al vapor de la harina
de mazorca de maíz según la presente invención, ha hecho posible
llevar a cabo en un sólo paso la eliminación de lignina de las
lignocelulosas lo que hasta ahora ha precisado múltiples etapas.
Asimismo, tras la eliminación de la lignina este tratamiento
permite obtener acetato de celulosa, con una reducción drástica de
los pasos requeridos hasta la fecha, a partir de celulosa acetilada
y sin realizar ningún pre-tratamiento como sumergir
las lignocelulosas en ácido acético. Por otro lado, ha posibilitado
obtener también xilooligosacáridos a partir del tratamiento del
xilano soluble (que hasta ahora había sido desechado) producido en
el proceso de cocción al vapor y dar lugar a una transformación de
al menos el 95% de la masa de la harina de mazorca de maíz en
productos. Gracias a esto, ha sido posible disminuir los costes de
fabricación de acetato de celulosa ya que los xilooligosacáridos
pueden utilizarse como elementos endulzantes.
La presente invención es un proceso económico
para elaborar acetato de celulosa que es útil como plástico
biodegradable y mediante la utilización de la harina de mazorca de
maíz, hasta ahora desechada, como materia prima. Además, la
presente invención establece un proceso para fabricar
xilooligosacáridos, que son útiles como elementos endulzantes, a
partir de un subproducto obtenido en la fabricación del acetato de
celulosa.
Claims (9)
1. Un proceso para la fabricación de acetato de
celulosa que comprende los pasos de cocción al vapor de la harina
de mazorca de maíz a una temperatura de 150 a 250ºC y una presión
de 20 a 29 MPa.; filtración de la harina de mazorca de maíz cocida
al vapor para obtener un producto sólido, y deshidratación y
acetilación mediante la adición de anhídrido acético y ácido
sulfúrico al producto sólido.
2. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que la cocción al vapor es realizada en un recipiente de presión y
el filtrado es llevado a cabo a través de un dispositivo de
filtración.
3. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que la cocción al vapor es realizada a una temperatura de 180 a
200ºC y una presión de 25 a 28 MPa.
4. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que, en el paso de cocción al vapor, se añaden de 10 a 1.000 partes
del peso de agua por cada 100 partes del peso de harina de mazorca
de maíz.
5. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que el paso de cocción al vapor es llevado a cabo durante 10 a 30
minutos.
6. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que, en el paso de cocción al vapor, se añade un derivado del ácido
sulfuroso a la harina de mazorca de maíz.
7. Un proceso según la reivindicación 6, en el
que se añade una cantidad del derivado del ácido sulfuroso de 1 a
10 partes del peso por cada 100 partes del peso de harina de
mazorca de maíz.
8. Un proceso según la reivindicación 6, en el
que, en el paso de deshidratación y acetilación, se añade una
cantidad de ácido sulfúrico de 1 a 10 partes del peso y una
cantidad de anhídrido acético de 1 a 20 partes del peso por cada
100 partes del peso de celulosa seca.
9. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que la deshidratación y acetilación se realizan bajo condiciones de
presión de 5 a 15 MPa, temperatura de 60 a 100ºC, velocidad de
agitación de 30 a 100 rpm y duración del tratamiento de 15 a 30
horas.
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