La fibra de la Caña de Azúcar, muy necesario

1. FIBRA
DEL
BAGAZO
DE LA
CAÑA DE
AZUCAR
FIBROLOGIA
INGENIERIA TEXTIL Y
CONFECCIONES

2. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
Actualmente en la industria de la textilería son conocidas una gran variedad de
fibras (naturales, artificiales y sintéticas), las propiedades de la fibras naturales las
hacen de valor más cotizado a nivel mundial, pero el impacto ambiental negativo que se
produce durante los procesos de producción de textiles de algodón(fibra natural más
utilizada) han provocado el declive de nuestros ecosistemas naturales, es por ello que se
debe buscar alternativas más saludables con el medio ambiente.
2. OBJETIVOS
2.1Objetivos específicos
 Determinar las características y propiedades físico-químicas de la fibra del
bagazo de la caña de azúcar.
 Conocer el uso final que puede tener la fibra del bagazo de la caña de
azúcar, para intentar su comercialización en medio de la industria textil
actual.
 Comprobar si ante la posible comercialización de esta fibra el impacto
ambiental ciertamente no es negativo.
2.2Objetivos específicos
 Obtener la fibra del bagazo de la caña de azúcar, sea por medios físicos o
químicos según sea la necesidad.
 Realizar el blanqueo de la fibra, utilizando los baños químicos ya
conocidos.
 Realizar el teñido de la fibra, utilizando los baños químicos ya conocidos.
3. RESUMEN
El bagazo de caña es la mayor fuente de fibra para la industria de pulpa y
papel en México. Las pulpas de bagazo se emplean en la mayoría de los
grados de papel: escritura, toallas e higiénico, recubierto y muchos otros. El
almacenamiento y manejo de las fibras de bagazo son factores críticos en el
rendimiento, calidad y propiedades de las pulpas de bagazo, debido a que
éste es el residuo resultante de los molinos del ingenio y es un material estacional,
por lo tanto, su almacenamiento durante la zafra azucarera es fundamental
para las operaciones en una planta de pulpa y papel. Sin embargo,
las fibras cortas de bagazo sufren degradación por microorganismos y procesos
fermentativos durante el periodo de almacenamiento. El objetivo del
presente trabajo es evaluar el impacto del almacenamiento de 12 meses en
las propiedades mecánicas de la pulpa de bagazo resultante comparadas
con aquella blanqueada y sin blanquear obtenidas de bagazo fresco.

3. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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4. ABSTRACT
Sugarcane bagasse is now a major source of fi bre for pulp and papermaking in Mexico,
bagasse pulps are used for all grades of paper: writing, toilet tissue, towelling,
glassine, and others. The storage and handling of fi bres are critical factors in the
resulting pulp yield and quality because bagasse is a fi brous residue that remains
after crushing the stalks, and contains short fi bres and is a seasonal raw material.
The storage produced at harvest time becomes necessary when it is used for operations
that are carried out continuously throughout the year, such as pulp and paper
production. Nevertheless the sugar cane bagasse fi bers suě er severe degradation
while in storage due to the action of undesirable micro-organisms. The causes for the
deterioration as fermentation proceed and the methods of storing and handling the
bagasse to minimize this degradation are discussed. The purpose of this paper is to
analyze the impact of quality from bagasse stored for 12 months on mechanical pulp
properties compared with those of corresponding bleached and unbleached pulp
made from mills bagasse (fresh bagasse).
5. PALABRAS CLAVE
Fibra, bagazo de la caña de azúcar, blanqueo, lignina, teñido, resistencia.
6. KEWORDS
Fibre, bagasse of the stem of sugar, whitening, lygnif, dyed, resistance
7. INTRODUCCIÓN
El bagazo de la caña de azúcar es un residuo que se genera en altas proporciones en la
agroindustria, el cual contiene una cantidad apreciable de celulosa que puede ser separada de
otras sustancias entre las cuales se encuentran principalmente la lignina y la hemicelulosa. De
esta manera se estaría creando un producto de valor añadido a partir de una fuente de biomasa,
lo que a la vez representa una valiosa alternativa comercial para las agroindustrias.
El bagazo es el residuo del proceso de fabricación del azúcar a partir de la caña, el remanente
de los tallos de la caña después de ser extraído el jugo azucarado que ésta contiene; se ha
empleado tradicionalmente en los países azucareros como materia prima para la producción de
energía en las calderas de los ingenios o centrales azucareros y su empleo en la manufactura de
papel inició hace más de 150 años además de la fabricación de paneles aglomerados de fibras
y de partículas y celulosa para derivados farmacéuticos y aditivos de alimentos.

4. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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8. MARCO TEÓRICO
8.1 Constituyentes de las fibras
Los materiales vegetales están compuestos principalmente por: celulosa, hemicelulosa y
lignina (figura 1). Ésta última, principalmente se encuentra en la pared primaria y capa
intercelular y algo en la pared secundaria.
Figura 1. Pared celular vegetal
Fuente. Biochemistry & Molecular Biology of Plants (2000)
En general, puede decirse que la capa intercelular, que es la capa formada entre las paredes
primarias vecinas de la celulosa, consiste, principalmente, de lignina y hemicelulosa, la pared
secundaria de la celulosa con algo de hemicelulosa ypequeñas cantidades de lignina [Billmeyer,
Text Book of Polymer Science].
Las cadenas celulósicas y hemicelulósicas se encuentran unidas entre sí en el seno de los
filamentos celulósicos constituyentes de las fibrillas elementales mediante fuerzas atractivas
internas a través de los grupos funcionales hidroxilo y carboxilo de las macromoléculas de
celulosa y las hemicelulosas (figura 2).
Figura 2. Microfibrillas de celulosa
Fuente. Biochemistry & Molecular Biology of Plants (2000)

5. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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8.1.1 Celulosa
La celulosa está constituida por unidades repetitivas de glucosa de tipo D, con enlaces 1-
4 piranósido, (Figura 3) pudiendo establecerse puentes de hidrógeno en las posiciones 1 y 6 y
aumentar así la resistencia [Takahashi et al.,
1991].
Las cadenas lineales se polimerizan formando fibrillas, y éstas a su vez se polimerizan en
microfibrillas (que se orientan en función del citoesqueleto) hasta dar una estructura rígida y
cristalina.
Figura 3. Estructura de la celulosa
Fuente. Takahashi et al., 1991
La celulosa es también un polímero de glucosa de características similares a la
amilosa del almidón (la fracción no ramificada). Sin embargo, la celulosa es radicalmente
diferente de la amilosa en muchas de sus propiedades claves:
 Es insoluble, retiene poco agua.
 Forma fibrillas rectas, a diferencia de las espirales que forma la amilosa.
 No se hidroliza con la maltasa.
 No es digestible por los mamíferos.
Todas estas diferencias respecto de la amilosa se deben a un único cambio químico: el
anómero de glucosa que constituye la celulosa está en posición beta, a diferencia de lo que
ocurre con la amilosa. Las consecuencias de este cambio se ven en la s figuras 4 y 5.
Este cambio resulta en una estructura mucho más compacta del polímero que le permite
formar fibrillas estabilizadas por puentes de hidrógeno adicionales. La fibrillas, además pueden
agruparse en fibras por enlaces electrostáticos intercatenarios, como se muestra en la figura 6.

6. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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Figura 4. Estructura de la celulosa (anómero de glucosa en posición beta)
Fuente. Takahashi et al., 1991
Figura 5. Estructura del almidón
Fuente. Takahashi et al., 1991
Figura 6. Puentes de hidrógeno intra e intermoleculares de la celulosa
Fuente. Takahashi et al., 1991
8.1.2 Hemicelulosa.
Las hemicelulosas forman cadenas cortas y son polímeros heterogéneos que contienen
tanto hexosas (azúcares de 6 carbonos como glucosa, manosa y galactosa) como pentosas
(azúcares de 5 carbonos como xilosa y arabinosa). Dependiendo de las especie de la planta,
éstos azúcares se asocian con ácidos urónicos formando estructuras poliméricas diversas, que
pueden estar relacionadas cercanamente tanto con celulosa como con lignina. Los tres
polímeros principales son los xilanos, los mananos y los arabinogalactanos [Olvera, 2003].

7. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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Figura 7. Estructura de la hemicelulosa
Fuente. Morán., et al 2008
8.1.3 Lignina.
La lignina es un polímero constituido a base de unidades fenilpropánicas, el cual presenta
diferencias estructurales básicas entre las ligninas de maderas de coníferas y las de especies
frondosas. Las primeras contienen predominantemente unidades con esqueleto de
guayacilpropano, siendo el monómero básico el alcohol coniferílico. En cuanto a las
segundas, contienen, junto a las unidades de guayacilpropano otras de siringilpropano, en
proporciones que va rían desde 4:1 hasta 1:2, siendo, en este caso los monómeros básicos los
alcoholes coniferílico y sinapílico. En ambos casos las cadenas propánicas contienen, además
de grupos alcohol, funciones aldehído y cetona, en menor proporción.
La unión entre las unidades básicas se realiza predominantemente a través de enlaces éter,
alquil-arílicos, y en menor proporción por enlaces carbono-carbono alquil-arilo, siendo mucho
menos abundantes las uniones de ambos tipos alquil-alquílicas y aril- arílicas.
Con respecto a la ordenación de las unidades estructurales en la macromolécula de lignina,
la mayoría de los investigadores han venido sosteniendo la idea de una distribución al
azar; tal es el caso de la estructura propuesta por Adler, en 1977, para la lignina tipo de maderas
de coníferas. Sin embrago, Forss, en sus investigaciones sobre la lignina del abeto rojo,
concluyen que se trata de un polímero ordenado, constituido por unidades estructurales
idénticas, que se repiten.
En cuanto al grado de polimerización de la lignina en la madera, resulta difícil de establecer
correctamente, dada la ruptura hidrolítica que inevitablemente acompaña a su extracción. Para
la lignina de Bjorkman, se ha determinado un peso molecular promedio de 11.000, con lo que,
considerando el correspondiente por unidad básica, que se sitúa en torno a 180, resulta un grado
de polimerización de aproximadamente60. Para ligninas de Brauns de pinabete se han
encontrado pesos moleculares comprendidos entre 1.000 y 12.000 y para lignosulfonatos de
lejías negras al bisulfito el intervalo es aún más amplio, con cifras que van desde 300 hasta
140.000 [Hillis, The Chemestry of Lignin].

8. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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8.1.4 Pectinas.
La pectina es otro componente importante de las paredes celulares. Es un polisacárido no
fibrilar, rico en ácido D galacturónico, heterogéneamente ramificado y muy hidratado. Los
componentes mayoritarios de la pectina son: los homogalacturanos (HGA) y
ramnogalacturanos (RG I). La matriz de pectina determina la porosidad de la pared y
proporciona cargas que modulan el pH de la pared [Olvera, 2003].
8.1.5 Proteínas.
La pared celular vegetal también está compuesta por proteínas estructurales. Estas proteínas
son ricas en uno o dos aminoácidos, tienen dominios con secuencias repetidas y están
glicosiladas en mayor o menor grado. Para la mayoría de las proteínas estructurales de la
pared vegetal, se ha propuesto que tienen estructura fibrilar y que se inmovilizan mediante
enlace covalente entre ellas o con carbohidratos. Se sabe que estas proteínas se acumulan en la
pared en diferentes etapas del desarrollo y en respuesta a diferentes producciones de nutrientes
como la glucosidasa, enzimas relacionadas con el metabolismo de la pared como las
xiloglucano-transferasas, peroxidasas y lacasas, proteínas relacionadas con la defensa,
proteínas de transporte, entre otras [Olvera, 2003].
8.1.6 Extractivos.
Los extractivos son aquellas sustancias que se encuentran presentes en las diferentes
fibras vegetales, pero que no son carbohidratos, tales como ácidos grasos, terpenos, fenoles y
resinas. Muchos de estos compuestos son solubles en agua o disolventes orgánicos polares
como metanol, etanol o acetona, por lo que se eliminan rápidamente en el proceso de extracción
de celulosa [Olvera, 2003].
8.2 Subproductos industriales derivados de la elaboración de azúcar y
panela.
Teniendo en cuenta el gran volumen de subproductos industriales derivados de la
elaboración de azúcar y panela que se pueden aprovechar, su potencial aún está por constatar,
ya que por cada tonelada de panela se obtiene una tonelada de subproductos [Pachón et al.,
2005], tales como:
 Cachaza: Es un subproducto en forma de torta, de color verde oscuro, obtenido
por la acción de la temperatura en el momento de la clarificación del jugo
durante la elaboración de la panela. Constituye cerca del 3% del residuo de la
caña.
 Melote: Se obtiene al deshidratar la cachaza. Representa de 25 a 34 Kg por cada
1000kg de caña que entran al trapiche. El melote tiene color café oscuro,
consistencia pastosa, olor característico y alta densidad.
 Bagazo: Este se obtiene al extraer el jugo de la caña. El bagazo representa cerca
del 25% de la cosecha de caña. El bagazo completo está integrado por tres
componentes principales

9. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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9. PROCEDIMIENTO
8.1 Materiales.
 Fibra del Bagazo de la caña de azúcar.
 Vasos beaker de varias medidas.
 Cocinilla y rejillas.
 Medidor de Ph.
 Tubos de ensayos.
 Pipetas volumétricas.
 Bombillas.
 Termómetros.
 Balanza digital.
 Probetas.
 Secadora eléctrica.
8.2 Materiales Reactivos.
1. Alfa-amilasa
2. Secuestrante diluido
3. Ácido Acético 10%.
4. Solofenil Burdeos 3 BLE
5. Fijador (Albafix Eco).
6. Silicona (Pymasilmo)
7. Igualante (Albatex LD)
8. Sal (cloruro de Sodio)
9. Invadina.
10. Soda Caústica. 50%
11. Peroxido de Hidrogeno 𝐻2 𝑂2 50%
12. Catalasa (Aquazym)

10. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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8.3 Para la obtención de la fibra del bagazo de la caña:
8.3.1 El Bagazo de caña de azúcar que se empleó para la experimentación se muestra
en la figura A, donde se aprecian fibras de gran diámetro y longitud.
Figura 8. Fibra cruda
8.3.2 Se procede a hervir la fibra 3 veces, obteniendo diferentes resultados:
Tabla 1. Resultados del hervido de la fibra
Proceso Ph Resultados
Primer hervido 5.5 Acido-Sabor
fermentado
Segundo hervido 6.50 Ligeramente acido
Tercer hervido 7.19 Neutro
Cuarto hervido 8.64 Básico
Fuente: elaboración propia
Figura 9. Fibra limpia
Observación: Para una mejor extracción se puede utilizar una maquina a presión;
de esta forma se extrae mayor parte del azúcar.

11. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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8.4 Para la eliminación de los residuos de la fibra:
8.4.1 En un vaso beaker con Alfa-amilasa y agua blanda, colocamos la
fibra de ph básico; y se procede a calentar a 70°C durante 12 horas.
8.4.2 Se retira la fibra y se deja enfriar. Luego de ello manualmente y con
cuidado se procede a quitar los residuos restantes.
Figura 10. Fibras separadas
8.5 Para el blanqueamiento de la fibra.
8.5.1 En un vaso beaker colocamos 200 ml (0.2 L) de agua blanda con:
 Invadina 0.2 g
 Secuestrante 0.2 g
 Estabilizador 0.2 g
 Soda caustica 50% 0.6 g
 Peróxido 50% 1 g.
8.5.2 Se hierve la fibra a 95°C durante 30 min. Luego de ello, se enjuaga
para posteriormente neutralizarlo.
La fibra resultante se procede a pesar en la balanza digital.
Obteniendo:
m = 1.14 g.

12. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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8.6 Neutralizacion:
 Neutralizado con ácido acético; En 0.2 L de agua blanda se mezcla 1 ml de ácido acético.
Se introduce la fibra por 10 min en la mezcla, y nuevamente se enjuaga con agua blanda.
 Neutralizado con Catalasa (Aquazym); en un tubo de ensayo se colocan 9 ml de agua
blanda y 1 ml de Aquazym, para luego extraer 0.4 ml de esta, y mezclarlo con 0.2 L de
agua blanda.
 Luego de este proceso, se puede observar el blanqueamiento de la fibra del bagazo de
la caña de azúcar.
8.7 Para el teñido de la fibra
8.7.1 Se utilizó 1.14 ml del colorante Burdeos Solofenil 3BL al 20%
8.7.2 Luego para el teñido de la fibra, se prepara la mezcla;
 Se diluye el colorante con agua blanda caliente.
 Se prepara en un tubo de ensayo, 9 ml de agua blanda y
 1 ml del igualante (Albatex LD), de esta mezcla se extrae 0.57 ml y se agrega
a la mezcla del colorante con agua blanda.
 Se prepara un tubo de ensayo, 9 ml de agua blanda y 1 ml de secuestrante
(Albatex DS), de esta mezcla se extrae 1 ml y se agrega a la mezcla del
colorante con agua blanda.
 Se agrega la fibra a la mezcla resultante y se deja hervir a 98°C durante 30
min, una vez hervido, se le añade Cloruro de Sodio.
8.8Para Fijar y Suavizar.
8.8.1 Se preparó una solución de 1ml de Fijador Albatex Eco y 9 ml de agua blanda,
de esta mezcla se extrajo 0.34 ml, seguidamente es agregado a 0.2L de agua blanda. A
esta, se le agrega finalmente 0.2 ml de acido acético y se hierve por 20 minutos a 40°C
.
8.8.2. Seguidamente se prepara una solución de 1ml de silicona microemulsión
(PYMASILMO) con 9ml de agua blanda, de la cual se extrajo 0.68 ml de la mezcla para
agregar a 0.2L de agua blanda con 0.2 ml de ácido acético, esta solución se lleva a fuego
por 20 minuto s a 60°C.

13. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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8.9Hilado
1. Finalmente se procede manualmente a mezclar la fibra con poliéster
por medio de torsión.
Figura 10. Hilado por torsión de la fibra.
10.CONCLUSIONES
 La fibra del bagazo de la caña de azúcar tiene una composición celulósica como las
fibras vegetales ya estudiadas a través del tiempo.
 La fibra del bagazo de la caña de azúcar tiene propiedades físico-químicos similares a
las de propiedades las demás fibras celulósicas conocidas
 La comercialización de la fibra del bagazo de la caña de azúcar, no está muy lejano en
la producción de artículos de tapicería paraautomoviles.

14. Fibra del bagazo de la CAÑA DE AZUCAR
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11. BIBLIOGRAFÍA
Referencias Bibliografías
 De Dr. Juan Marcelo Ramos (2011) “Aprovechamiento del Bagazo del
Caña de Azúcar”. (revista científica) Facultad de Ciencias de la Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo.
 De Frank Carlos Vargas Tangua - William Guerrero (2010)
“Transformación Microbiana de Bagazo del Caña de Azúcar”. (Monografía
Especialización en Química General) Universidad Industrial de Santander,
Facultad de Ciencias Básicas.
 De Jesús Benitez, Delfina (2011). Determinación del porcentaje carbono
no quemado en el ingenio azucarero cuatotolapan (tesis pregrado)Tabla1.1.
Universidad veracruzana, México.

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12.ANEXOS
11.1 Obtención y procesamiento de la fibra

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