Obtención y caracterización de nanocelulosa extraída de residuos postcosecha de la caña de azúcar
| dc.contributor.author | Gallo Cordoba Sebastian Danilo | |
| dc.creator.degree | Químico | |
| dc.date.accessioned | 2026-09-28T22:48:33Z | |
| dc.date.available | 2026-09-28T22:48:33Z | |
| dc.date.issued | 2026-06-30 | |
| dc.description | The objective of this thesis was to obtain, characterize, and chemically modify cellulose microfibrils (CMF) from sugarcane leaves (Saccharum officinarum), an agro-industrial waste product that is abundant in the Valle del Cauca region. A sequence of treatments was applied, including alkaline treatment (5% NaOH), bleaching (5% H₂O₂), and acid hydrolysis with H₂SO₄ at different concentrations (10%, 20%, 40%, and 60%), achieving yields between 34% and 38%, with the 40% concentration offering the best yield without carbonization of the material. The resulting CMFs were characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and thermogravimetric analysis (TGA/DTG). The results showed progressive defibrillation with increasing acid concentration, while maintaining the characteristic chemical structure of type I cellulose. Thermal analysis revealed that the 20% concentration exhibited the best thermal stability, whereas the 40% concentration showed lower stability attributable to acid residues resulting from insufficient washing. Subsequently, chemical modification was performed via esterification with benzoyl chloride (CMF-Bz), confirming the partial incorporation of benzoate groups via FTIR. This study demonstrates the potential of sugarcane leaves as a sustainable raw material for the production of cellulose microfibrils and their subsequent transformation into modified polymeric materials, contributing to the valorization of agro-industrial waste and the circular economy. | |
| dc.description.abstract | El presente trabajo de grado tuvo como objetivo la obtención, caracterización y modificación química de microfibrillas de celulosa (CMF) a partir de la hoja de caña de azúcar (Saccharum officinarum), residuo agroindustrial abundante en el Valle del Cauca. Se aplicó una secuencia de tratamientos, alcalino (NaOH 5%), blanqueamiento (H₂O₂ 5%) e hidrólisis ácida usando ácido sulfúrico (H₂SO₄) a diferentes concentraciones (10%, 20%, 40% y 60%), alcanzando porcentajes de extracción entre 34% y 38%, siendo la concentración del 40% la que ofreció el mejor procedimiento de extracción sin carbonización del material. Las CMF obtenidas fueron caracterizadas mediante espectroscopía infrarroja (FTIR), microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDS) y análisis termogravimétrico (TGA/DTG). Los resultados mostraron una progresiva desfibrilación con el aumento de la concentración de ácido, manteniendo la estructura química característica de la celulosa tipo I. El análisis térmico reveló que la concentración de 20% presentó la mejor estabilidad térmica, mientras que el 40% generó una menor estabilidad atribuible a residuos de ácido por lavado insuficiente. Posteriormente, se realizó la modificación química mediante esterificación con cloruro de benzoilo (CMF-Bz), confirmando la incorporación parcial de grupos benzoato mediante FTIR. Este estudio demuestra el potencial de la hoja de caña de azúcar como materia prima sostenible para la producción de microfibrillas de celulosa y su posterior transformación en materiales poliméricos modificados, contribuyendo a la valorización de residuos agroindustriales y a la economía circular. | |
| dc.format | application/PDF | |
| dc.format.extent | 22 paginas | |
| dc.identifier.citation | APA | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.usc.edu.co/handle/20.500.12421/9712 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Santiago de Cali | |
| dc.publisher.faculty | Facultad de Ciencias Básicas | |
| dc.publisher.program | Química | |
| dc.pubplace.city | Cali | |
| dc.pubplace.state | Valle del Cauca | |
| dc.rights.acceso | Acceso Abierto | |
| dc.rights.cc | Reconocimiento 4.0 Internacional (CC BY 4.0) | |
| dc.source.institution | Universidad Santiago de Cali | |
| dc.source.repository | Repositorio Institucional USC | |
| dc.subject | Biomasa lignocelulósica | |
| dc.subject | Residuos agrícolas | |
| dc.subject | Microfibrillas de celulosa | |
| dc.subject | Hoja de caña | |
| dc.subject | hidrólisis ácida | |
| dc.subject | Esterificación. | |
| dc.subject.keyword | Orduña Ortega; Julieth Mora Vargas; Jorge Andrés | |
| dc.title | Obtención y caracterización de nanocelulosa extraída de residuos postcosecha de la caña de azúcar | |
| dc.type | Thesis | |
| dc.type.spa | Investigación |
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