Obtención de nanocelulosa a partir de la hoja de mazorca de maíz (Zea mays L.) mediante el proceso de hidrólisis ácida

El objetivo de la presente investigación fue obtener nanocelulosa a partir de hojas de mazorca de maíz. Primero se extrajo celulosa mediante 6 experimentos que consistieron en someter las hojas de mazorca a tratamientos físicos y químicos (tratamiento alcalino y blanqueo), en el paso del tratamiento alcalino se trabajó con dos variables: concentración de hidróxido de sodio y temperatura de extracción, manteniendo constante la proporción fibra/licor (1:20) y tiempo de extracción de 2 horas, posteriormente se realizó la caracterización morfológica y química de las celulosas, así como un análisis estadístico de los resultados cuantitativos, identificando que el experimento E5 obtuvo mejores resultados, con un rendimiento de 38,94% y un contenido de alfa celulosa de 91,51%. Luego se obtuvo la nanocelulosa para lo cual se empleó 2 métodos, en el primero se aplicó hidrólisis ácida con concentraciones de ácido sulfúrico al 60% y 65%, manteniendo constante la relación fibra/ácido de 1:20, a 45°C y durante 45 minutos, que se combinó con tratamientos de ultrasonido, mientras que en el segundo método se empleó solo tratamientos de ultrasonido. Las muestras obtenidas se secaron al ambiente y se caracterizaron, determinando que la nanocelulosa con mejores características fue la obtenida con ácido sulfúrico al 65%, que presento un valor de Transmitancia de 90,779%, la microscopia óptica y el análisis SEM comprobó la presencia de nano estructuras de celulosa con diámetros entre 10 a 50 µm, y la espectroscopia infrarroja confirmo la presencia de los grupos funcionales propios de la celulosa. Se recomienda en la extracción de celulosa realizar experimentos con mayores concentraciones de hidróxido de sodio para corroborar la eliminación completa de lignina y hemicelulosa. En cuanto a la nanocelulosa para su caracterización se recomienda utilizar otros métodos de secado como liofilización o secado por aspersión para evitar en cierta medida la aglomeración de fibras.The aim of the present research was to obtain nanocellulose from corn cob leaves. First, cellulose was extracted through 6 experiments that consisted of subjecting the cob leaves to physical and chemical treatments (alkaline treatment and bleaching), two variables were used in the alkaline treatment step: sodium hydroxide concentration and extraction temperature, keeping the fiber / liquor ratio constant (1:20) and extraction time of 2 hours. Subsequently, the morphological and chemical characterization of the celluloses was carried out, as well as a statistical analysis of the quantitative results, identifying that the E5 experiment obtained better results, with a yield of 38.94% and an alpha cellulose content of 91.51%. To obtain the nanocellulose, 2 methods were used: in the first, acid hydrolysis was applied with concentrations of sulfuric acid at 60% and 65%, keeping the fiber / acid ratio constant at 1:20, at 45 ° C and for 45 minutes, which was combined with ultrasound treatments; while in the second method only ultrasound treatments were used. The samples obtained were dried in the environment and characterized, determining that the nanocellulose with the best characteristics was that obtained with 65% sulfuric acid, which presented a Transmittance value of 90.779%, optical microscopy and SEM analysis confirmed the presence of nanocellulose structures with diameters between 10 and 50 µm, and infrared spectroscopy confirmed the presence of cellulose's own functional groups. It is recommended in the extraction of cellulose to carry out experiments with higher concentrations of sodium hydroxide to corroborate the complete elimination of lignin and hemicellulose. Regarding nanocellulose for its characterization, it is recommended to use other drying methods such as lyophilization or spray drying to avoid fiber agglomeration to a certain extent