WO2010056098A1 - Mucina de saccharomyces cerevisiae, mezcla y método para incrementar la compactación de terracerías y materiales para la construcción - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to Biotechnology and Construction, since it provides a high molecular weight mucin obtained from Saccharomyces cerevisiae; a mixture for the compaction of surfaces containing the high molecular weight mucin; and a method to increase the compaction of surfaces, such as land communication and transport roads and those related to construction.
- the present invention aims to provide an amino acid sequence, which has the characteristics of the SEQ. ID No. 1; where said sequence exhibits high compaction activity on dirt and construction materials.
- This invention also has as its object a mucin obtained from Saccharomyces cerevisiae, of high molecular weight, which is constituted of the sequence of ID No. 1 and of a ma ⁇ osa chain; where said mucin exhibits an activity of high compaction on dirt and construction materials.
- Another object of the present invention is to provide a mixture that has high compaction activity, characterized in that it comprises: the high molecular weight mucin described in the previous paragraph; and a solution called "liquid crystal", which in turn consists of carboxymethyl cellulose (CMC); Disodium Edetate Dihydrate (EDTA); Sodium bisulfite; Boric acid; Silica gel; Styrene - acrylic (copolymer); and Sodium Hydroxide 10 N.
- the present invention also aims to provide a solution called "liquid crystal" to prepare the mixture that has high compaction activity, described in the previous paragraph.
- the object of the invention is to provide a method for compacting dirt surfaces and construction materials; wherein said method consists in applying the mixture described in the preceding claims, on a surface to be compacted, which can be a dirt and / or construction materials.
- this formula was developed to increase the processes of Compaction, Relative Value of Support and Resistance of different materials, by Which different specialists in soil mechanics were consulted to understand the mechanism of action of the product developed in different soils, and thus demonstrate their interaction, their penetration, their action and behavior before different soil structures, including acidic, neutral and alkaline soils and with different compositions and / or percentages of soils, such as clay, silt, tepetate, sand and others, demonstrating that the action of this product has achieved the desired results both at the laboratory level of soil mechanics and field tests.
- Ri is the SEQ. ID No. 1; and R 2 is a mannose chain.
- any other yeast strain of the genus Sacharomyces Spp. is included in this invention, because it is possible to obtain a similar mucin.
- the mucin of the present invention exhibits activity of high compaction of dirt and construction materials; Which has the following characteristics: 13899 atoms, 6989 heavy atoms, 1909 water molecules, a molecular weight of 104758.621 Daltons, a molecular mass of 179894.98 Daltons, a charge of -80, a dipole moment of 980.0947 Debye, and its chemical formula is C 34 52H 6 9ioN 4 i2 ⁇ 3 ⁇ 86Si7P6Cl4Na9SICa2.
- the mucin 20 amino acids (see Sequence of ID No. 1) that together with a carbohydrate polymer produce the structure of the mucin.
- the mucin obtained in the present invention is used in this case to prepare a mixture for compacting dirt and construction materials.
- the "liquid crystal” solution is prepared with the following concentrations: Carboxymethyl Cellulose (CMC) is 9.6%; Disodium Edetate Dihydrate (EDTA) by 0.8%; 0.8% Sodium Bisulfite; the acid Boric 0.4%; silica GeI 18%; Styrene - acrylic (copolymer) by 50%; and 10 N Sodium Hydroxide by 2%.
- the method for preparing the liquid crystal solution of the present invention consists of the following steps:
- EDTA sodium bisulfite in water acidulated with boric acid in a first reactor at 47 0 C, at 250 rpm and a pH of 5.56; i) dissolving the silica gel with styrene-acrylic (styrene-acrylic - copolymer milky emulsion), in a second reactor, at 25 0 C, 200 rpm, for 45 minutes, at pH 8.0; iii) join the mixture of stage i) with the mixture of stage ii), for which the mixture of the first reactor is transferred to the mixture of the second reactor, allowing to cool to 27 0 C, by stirring for 200 rpm, with a pH of
- the mixture for compacting dirt and construction materials is prepared in the following manner: mixing the solution "liquid crystal” with the mucin in question, in a proportion of 22 and 78%, respectively, inside a stainless steel reactor, maintaining the agitation of 250 rpm for 4 hours for its perfect homogenization of both components.
- Example 2 In this example (Table 2) we can see the behavior of the response of the compaction, through different combinations of mucin and "liquid crystal".
- MUC mucin
- CL Liquid crystal
- ECP Proctor compaction evaluation
- RSV Relative Value Support
- R Resistance.
- Example 3 To determine the optimum amount of paving mixture, several doses of said mixture were tested on a volume of 5 m 3 of soil (see Table 3), where it can be said that the dose range from 0.6 to 1.8 L mixing are acceptable, in comparison with compactions reported by conventional mixtures; However, the dose of 1 L of mixture is preferred, because it is the one that presented the highest degree of compaction.
- the present invention also comprises a method for compacting, increasing the Relative Value of Support and Resistance on dirt surfaces and other construction materials, where said method consists in applying the mixture described above, on a surface to be compacted, which may be a dirt and / or construction materials; wherein said mixture is applied in an amount ranging from 0.6 to 1.8 L, about 5 m 3 ; but a quantity of 1 L of said mixture is preferred.
- the way to apply is by emptying the mixture in an amount of water necessary to achieve the optimum humidity of the dirt and materials to be compacted.
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Abstract
La presente invención describe: una mucina de alto peso molecular obtenida de Sacharomyces Spp., que tiene la actividad de incrementar la compactación, el Valor Relativo de Soporte y Resistencia en superficies de terracería y otros materiales para la construcción; una mezcla para incrementar la compactación, el Valor Relativo de Soporte y Resistencia en superficies de terracería y otros materiales para la construcción, donde dicha mezcla se constituye de una cantidad de dicha mucina de alto peso molecular y una cantidad de una solución denominada 'cristal líquido'; y un método para incrementar la compactación, el Valor Relativo de Soporte y Resistencia en superficies de terracería y otros materiales para la construcción.
Description
MUCINA DE Saccharomyces cerevisiae, MEZCLA Y MÉTODO PARA INCREMENTAR LA COMPACTACIÓN DE TERRACERÍAS Y MATERIALES
PARA LA CONSTRUCCIÓN
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona con Ia Biotecnología y Ia Construcción, ya que proporciona una mucina de peso molecular alto obtenida de Saccharomyces cerevisiae; una mezcla para Ia compactación de superficies que contiene a Ia mucina de peso molecular alto; y un método para incrementar Ia compactación de superficies, tales como vías terrestres de comunicación y transporte y las relacionada con Ia construcción.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Existen una serie de productos derivados de Ia petroquímica o de polímeros sintéticos empleados para las emulsiones asfálticas, otros productos también constituidos por polímeros sintéticos usados en Ia compactación de terracerías, pero que no modifican el factor importante como es Ia compactación, el Valor Relativo de Soporte (VSR), ni tampoco incrementan Ia resistencia de los materiales; no existen tampoco productos que modifiquen radicalmente los límites plásticos y los límites líquidos; principalmente de las arcillas clasificadas como bentoníticas; así como Ia permeabilidad y Ia densidad (US 2002/0182406, JP9287104, JP2004329993, JP2004332521 y US5212220).
Todas las patentes consultadas no se refieren a su aplicación en terracerías o diferentes tipos de suelos para lograr su mejoramiento, su compactación, su incremento en el VRS y en Ia resistencia; y sólo se ha empleado en forma rutinaria y clásica el peso físico. Las citas bibliográficas de patentes se refieren a su uso en morteros, asfaltos, concretos, cementos; pero no se menciona su aplicación en terracerías.
Por otra parte, las mucinas que actualmente conocemos están constituidas de un polímero de glicoproteínas, las cuales son obtenidas por medio de microorganismos, y son utilizadas para Ia preparación de medicamentos, alimentos, etc., por Io que estas mucinas obtenidas, nunca se ha reportado que se utilicen para Ia compactación de superficies, Ia modificación del Valor Relativo de Soporte y el incremento de materiales componentes de los suelos o terracerías.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene como objeto aportar una secuencia de aminoácidos, Ia cual tiene las características de Ia SEQ. ID No. 1 ; donde dicha secuencia exhibe actividad de alta compactación sobre terracerías y materiales para Ia construcción.
Esta invención tiene también como objeto una mucina obtenida de Saccharomyces cerevisiae, de peso molecular alto, que se constituye de Ia secuencia de ID No. 1 y de una cadena de mañosa; donde dicha mucina exhibe una actividad de alta compactación sobre terracerías y materiales para Ia construcción.
Otro objeto de Ia presente invención es aportar una mezcla que tiene actividad de alta compactación, caracterizada porque comprende: Ia mucina de alto peso molecular descrita en el párrafo anterior; y una solución denominada "cristal líquido", Ia cual a su vez se constituye de Carboximetil Celulosa (CMC); Edetato Disódico Dihidratado (EDTA); Bisulfito de Sodio; Ácido Bórico; GeI de sílice; Estiren - acrílico (copolímero); e Hidróxido de Sodio 10 N.
La presente invención también tiene como objeto aportar una solución denominada "cristal líquido" para elaborar Ia mezcla que tiene alta actividad de compactación, descrita en el párrafo anterior.
La invención tiene como objeto aportar un método para compactar superficies de terracería y materiales para Ia construcción; donde dicho método consiste en aplicar Ia mezcla de descrita en las reivindicaciones anteriormente, sobre una superficie a compactar, que puede ser una terracería y/o materiales para Ia construcción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de Ia presente invención, se muestran claramente en Ia siguiente descripción y en los ejemplos incluidos.
Considerando las características, composiciones (orgánicas e inorgánicas), granulometrías y otras características como son los límites plásticos, los límites líquidos de los suelos, se desarrolló esta fórmula para aumentar los procesos de Compactación, Valor Relativo de Soporte y Resistencia de diferentes materiales, por Io cual se consultaron diferentes especialistas en mecánica de suelos para entender el mecanismo de acción del producto desarrollado en diferentes suelos, y así demostrar su interacción, su penetración, su acción y comportamiento ante diferentes estructuras de suelos, incluyendo suelos ácidos, neutros y alcalinos y con diferentes composiciones y/o porcentajes de suelos, tales como arcilla, limo, tepetate, arena y otros, demostrándose que Ia acción de este producto ha logrado los resultados deseados tanto a nivel de laboratorio de mecánica de suelos como pruebas en campo.
La investigación se llevó acabo utilizando Ia cepa de Sacharomyces cerevisiae ATCC 200892, como fuente de síntesis de Ia mucina de Ia presente invención; donde dicha mucina se constituye de Ia secuencia de ID No. 1 y de una cadena de mañosa, cuya configuración estructural es acorde a Ia siguiente fórmula:
R2
Donde Ri es Ia SEQ. ID No. 1 ; y R2 es una cadena de mañosa.
Por Io tanto, en esta invención queda incluida cualquier otra cepa de levadura del género Sacharomyces Spp., debido a que es posible obtener una mucina similar.
La mucina de Ia presente invención, exhibe actividad de alta compactación terracerías y materiales para Ia construcción; Ia cual tiene las siguientes características: 13899 átomos, 6989 átomos pesados, 1909 moléculas de agua, un peso molecular de 104758.621 Daltons, una masa molecular de 179894.98 Daltons, una carga de -80, un momento dipolo de 980.0947 Debye, y su fórmula química es C3452H69ioN4i2θ3θ86Si7P6Cl4Na9SICa2. La mucina 20 aminoácidos (ver Secuencia de ID No. 1) que en conjunto con un polímero de carbohidratos producen Ia estructura de Ia mucina.
La mucina obtenida en Ia presente invención, se utiliza en este caso, para preparar una mezcla para compactar terracerías y materiales para Ia construcción. Donde dicha mezcla comprende, además de Ia mucina en cuestión, una solución que denominaré como "cristal líquido", Ia cual se constituye de: Carboximetil Celulosa (CMC); Edetato Disódico Dihidratado (EDTA); Bisulfito de Sodio; Ácido Bórico; GeI de sílice; Estiren - acrílico (copolímero); e Hidróxido de Sodio 10 N.
Específicamente, Ia solución "cristal líquido" se prepara con las siguientes concentraciones: Carboximetil Celulosa (CMC) está en un 9.6 %; el Edetato Disódico Dihidratado (EDTA) en un 0.8 %; el Bisulfito de Sodio 0.8 %; el Ácido
Bórico 0.4 %; el GeI de sílice un 18 %; el Estiren - acrílico (copolímero) en un 50 %; y el Hidróxido de Sodio 10 N en un 2%.
El método para preparar Ia solución "cristal líquido de Ia presente invención consiste en las siguientes etapas:
i) mezclar Ia Carboximetil Celulosa (CMC), Edetato Disódico Dihidratado
(EDTA) y Bisulfito de Sodio, en agua acidulada con Ácido Bórico, dentro de un primer reactor, a 47 0C, a 250 rpm y a un pH de 5.56; i) disolver el gel de sílice con estiren-acrílico (copolímero estirén-acrílico- emulsión lechosa), en un segundo reactor, a 25 0C, 200 rpm, durante 45 minutos, a un pH de 8.0; iii) unir Ia mezcla de Ia etapa i) con Ia mezcla de Ia etapa ii), para Io cual Ia mezcla del primer reactor se transfiere a Ia mezcla del segundo reactor, dejando enfriar hasta 27 0C, mediante agitación por 200 rpm, con un pH de
7.8, durante 4 h.
El siguiente ejemplo 1 ¡lustra un modo de preparación de Ia solución "cristal líquido", ver tabla 1.
Tabla 1. Ingredientes de Ia solución "Cristal Líquido" de Ia presente invención.
Ejemplo 2. En este ejemplo (Tabla 2) podemos ver el comportamiento de Ia respuesta de Ia compactación, a través de diferentes combinaciones de mucina y "cristal líquido".
Tabla 2. Proporciones en porcentajes de Ia mezcla mucina de Ia presente invención con Ia solución "cristal líquido".
MUC = mucina; CL = Cristal líquido, ECP = Evaluación compactación Proctor; VRS = Valor Relativo Soporte; R = Resistencia.
En Ia Tabla 2 se observa que todas las combinaciones de Ia mucina y Ia solución "cristal líquido" dan una respuesta de Ia compactación muy por arriba que Ia compactación que presentan las mezclas tradicionalmente conocidas, donde su compactación no supera los 60 grados de compactación. Sin embargo, Ia mejor compactación se encontró a una proporción de 78 % de mucina y 22 de "cristal líquido".
De esta manera obtenemos una mezcla para compactar con las siguientes especificaciones:
1 ) Gravedad específica- 1.17 - Rangos: 1.15-1.23
2) Presión de vapor igual al agua
3) Solubilidad en agua 100%
4) Color - café claro
5) Punto de inflación - ninguno
6) Residuos o contaminantes de ecosistemas - ninguno
7) Densidad - 1.10 - Rangos: 1.05-1.15
8) Viscosidad 30 CPS. Rangos: 28-33
9) pH - 6.8-7.9
10) Espectro infrarrojo: Picos de absorción: a) Puentes de hidrógeno debido a Ia presencia de radicales -OH de los carbohidratos y de puentes de hidrógeno entre moléculas de agua: frecuencia de 3200-3600 cm"1 b) Presencia de absorción de enlaces C-H de metilenos "-CH2" (2925 cm"1) c) Presencia de absorción de enlaces C=C aromáticos (1600 cm"1) d) Presencia de absorción de enlaces C-N que corresponden a "aminas alifáticas" (1020-1220 cm"1)
Otras características de dicha mezcla final no es tóxica, ni flamable, no explosivo, no irritante y no requiere ventilación ni uso de equipo de seguridad.
Ejemplo 3. Para determinar Ia óptima cantidad de mezcla para pavimentar, se probaron varias dosis de dicha mezcla sobre un volumen de 5 m3 de suelo (ver Tabla 3), donde se puede comentar que el rango de las dosis de 0.6 a 1.8 L de mezcla son aceptables, en comparación con las compactaciones reportadas por Ia mezclas convencionales; sin embargo, se prefiere Ia dosis de 1 L de mezcla, debido a que es Ia que presentó mayor grado de compactación.
Tabla 3. Comportamiento de Ia compactación de 5 m3 de suelo con distintas dosis de Ia mezcla en cuestión.
Tomando en consideración Io importante en Ia calidad del manejo de las terracerías, antes de agregarles Ia carpeta asfáltica y/o el concreto, es Ia de tener un material o suelo perfectamente consolidado, con su humedad óptima; así como su compactación, su Valor Relativo de Soporte, su resistencia y los límites plásticos y líquidos, se pensó en desarrollar esta fórmula con las características de un producto de alto peso molecular, de tipo anfotérico (que contenga cargas positivas y negativas), y que actúe en forma hidrofílica e hidrofóbica frente a varios materiales; por Io tanto se pensó y se diseñó un producto que llevara a cabo estas funciones y que su aplicación permitiera el lograr un máximo de compactación modificándose el Valor Relativo de Soporte e incremento de Ia resistencia con el mínimo de agua empleada para su humedad óptima, así como el mínimo de horas - máquina empleadas para lograrlo; por Io tanto se logró este producto a base de mucinas de alto peso molecular y con las características de un cristal líquido y esto fue el motivo de Ia presente invención.
Claims
1. Una secuencia de aminoácidos, caracterizada porque tiene las características de Ia SEQ. ID No. 1.
2. La secuencia de aminoácidos, de Ia reivindicación 1 , caracterizada porque incrementa Ia compactación, el Valor Relativo de Soporte y Ia resistencia.
3. La secuencia de aminoácidos, caracterizada porque Ia actividad de alta compactación, el Valor Relativo de Soporte y Ia resistencia, es sobre terracerías y materiales para Ia construcción.
4. Una mucina obtenida de Sacharomyces spp., de peso molecular alto, caracterizada porque se constituye de Ia secuencia de ID No. 1 y de una cadena de mañosa, cuya configuración estructural es acorde a Ia siguiente fórmula.
Donde R1 es Ia SEQ. ID No. 1 ; y R2 es una cadena de mañosa.
5. La mucina de Ia reivindicación 4, caracterizada porque exhibe actividad de alta compactación.
6. La mucina de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizada porque Ia actividad de alta compactación es sobre terracerías y materiales para Ia construcción.
7. Una mezcla que tiene actividad de alta compactación, caracterizada porque comprende Ia mucina de alto peso molecular de las reivindicaciones 4, 5 y 6.
8. La mezcla de Ia reivindicación 7, caracterizada porque Ia actividad de alta compactación es sobre terracerías y materiales para Ia construcción.
9. La mezcla de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizada porque comprende una solución denominada "cristal líquido", Ia cual a su vez se constituye de: Carboximetil Celulosa (CMC); Edetato Disódico Dihidratado (EDTA); Bisulfito de Sodio; Ácido Bórico; GeI de sílice; Estiren - acrílico (copolímero); e Hidróxido de Sodio 10 N.
10. La mezcla de Ia reivindicación 9, caracterizada porque, Ia Carboximetil Celulosa (CMC) está en un 9.6 %; el Edetato Disódico Dihidratado (EDTA) en un 0.8 %; el Bisulfito de Sodio 0.8 %; el Ácido Bórico 0.4 %; el GeI de sílice un 18 %; el Estiren - acrílico (copolímero) en un 50 %; y el Hidróxido de Sodio 10 N en un 2%.
11. Una solución denominada "cristal líquido" para elaborar una mezcla que tiene alta actividad de compactación, caracterizada porque comprende: Carboximetil Celulosa (CMC); Edetato Disódico Dihidratado (EDTA); Bisulfito de Sodio; Ácido Bórico; GeI de sílice; y Estiren - acrílico (copolímero); e Hidróxido de Sodio.
12. La solución "cristal líquido" de Ia reivindicación 11 , caracterizada porque el Carboximetil Celulosa (CMC) está un 9.6 %; el Edetato Disódico Dihidratado (EDTA) en un 0.8 %; el Bisulfito de Sodio en un 0.8 %; el Ácido Bórico en un 0.4 %; el GeI de sílice en un 18 %; y el Estiren - acrílico (copolímero) en un 50 %; y el Hidróxido de Sodio 10 N en un 2%.
13. Un método para preparar Ia solución "cristal líquido" referidas en las reivindicaciones 11 y 13, caracterizado porque consiste en: i) mezclar Ia Carboximetil Celulosa (CMC), Edetato Disódico Dihidratado
(EDTA) y Bisulfito de Sodio, en agua acidulada con Ácido Bórico, dentro de un primer reactor, a 47 0C, a 250 rpm y a un pH de 5.56; i) disolver el gel de sílice con estiren-acrílico (copolímero estirén-acrílico- emulsión lechosa), en un segundo reactor, a 25 0C, 200 rpm, durante 45 minutos, a un pH de 8.0; y iii) unir Ia mezcla de Ia etapa i) con Ia mezcla de Ia etapa ¡i), para Io cual Ia mezcla del primer reactor se transfiere a Ia mezcla del segundo reactor, dejando enfriar hasta 27 0C, mediante agitación por 200 rpm, con un pH de
7.8, durante 4 h
14. Un método para preparar Ia mezcla para compactar terracerías y materiales para Ia construcción, descrita en las reivindicaciones 7, 8, 9 y 10, caracterizado porque consiste en mezclar Ia solución "cristal líquido" con Ia mucina en cuestión, en una proporción de 22 y 78 %, respectivamente, dentro de un reactor de acero inoxidable, manteniendo Ia agitación de 250 rpm, durante 4 horas para su perfecta homogenización de ambos componentes.
15. Un método para compactar, incrementar el Valor Relativo de Soporte y Resistencia en superficies de terracería y otros materiales para Ia construcción, caracterizado porque consiste en aplicar 1 L de Ia mezcla descrita en las reivindicaciones 7, 8, 9 y 10, combinada con una cantidad de agua, sobre 5 m3 de una superficie a compactar.
16. El método de Ia reivindicación 15, caracterizado porque Ia cantidad de agua es Ia necesaria para lograr Ia humedad óptima de Ia superficie a compactar.
17. El método de las reivindicaciones 15 y 16, caracterizado porque Ia superficie a compactar es una terracería y/o materiales para Ia construcción.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US11065840B2 (en) * | 2015-02-25 | 2021-07-20 | Biomerenewables Inc. | Structures and methods of manufacturing structures using biological based materials |
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2008
- 2008-11-11 WO PCT/MX2008/000154 patent/WO2010056098A1/es active Application Filing
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