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Tesis Doctoral en Ingeniería Papelera sobre Dissolving Pulps

11-08-2017

Elisabet Quintana defendió su tesis doctoral en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT) de la UPC. Esta tesis fue dirigida por las doctoras Cristina Valls y M. Blanca Roncero en el marco del Programa de Doctorado de Ingeniería Textil y Papelera, poseedor de la mención de excelencia académica. El trabajo reflejado en la tesis fue realizado en los laboratorios del grupo de Investigación en ingeniería papelera CELBIOTECH y financiado gracias a diferentes proyectos de investigación del Ministerio de Economía y Competitividad.

El trabajo de Elisabet Quintana se ha centrado en la obtención y (bio)modificación de las llamadas pulpas para disolver (dissolving pulps), un tipo de pastas con alto contenido en celulosa, y que ofrecen nuevas oportunidades al polímero de celulosa. De hecho, la celulosa es el polímero más abundante en la Tierra y en comparación con los productos químicos derivados del petróleo, ésta permite el desarrollo de procesos y productos sostenibles y amigables con el medio ambiente. Además, las restricciones en el cultivo de algodón han propiciado el aumento de este tipo de pulpas basadas en celulosa.

Uno de los logros de la tesis ha sido la conversión de pulpas al sulfito a pulpas aptas para su disolución mediante la ayuda de tratamientos enzimáticos y químicos. Primeramente, se desarrolló una secuencia de bioblanqueo totalmente libre de cloro (TCF), formada por el sistema lacasa-mediador (LMS), una etapa quelante (Q) y finalmente una etapa de peróxido de hidrógeno reforzado con oxígeno presurizado (PO). La pulpa obtenida presentó una blancura ISO del 90% y un satisfactorio grado de polimerización. De estas pulpas bioblanqueadas se estudió su conversión en pulpas aptas para disolver. Mediante extracciones alcalinas fuertes y enzimas hidrolíticas (endoglucanasas) se consiguió disminuir el contenido de hemicelulosas así como aumentar la solubilidad de la celulosa, aspectos deseados para su aplicación final.

CELBIOTECH

Otro logro de la tesis fue mejorar la reactividad y la accesibilidad de la celulosa de fibras comerciales para disolver. Se estudió el papel que juegan las endoglucanasas en combinación con extracciones alcalinas fuertes en la estructura de la celulosa. Por otro lado, mediante el uso del sistema lacasa-TEMPO después de una etapa de pre-refino se consiguió oxidar la estructura de la celulosa proporcionando una importante mejora de la resistencia en húmedo en los papeles tratados, atribuida a la presencia de grupos aldehídos en las cadenas celulósicas capaces de generar enlaces hemiacetales (inter-fibras) con los hidroxilos libres. Finalmente, de las pastas comerciales y (bio)modificadas se obtuvieron films de acetato de celulosa, como producto final.

CELBIOTECH-Engineering and Biotechnology of Lignocellulosic and Paper Materials. www.celbiotech.upc.edu


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