La biotecnologia y la industria del papel

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La biotecnologia y la industria del papel

  1. 1. LA BIOTECNOLOGIA YLA BIOTECNOLOGIA Y LA INDUSTRIA DELLA INDUSTRIA DEL PAPELPAPEL ACOSTA VALENCIA MELANIEACOSTA VALENCIA MELANIE ALVARADO GARCIA KATTIAALVARADO GARCIA KATTIA CALDERON APOLINAR NELSONCALDERON APOLINAR NELSON MOLINA ROJAS SANDRAMOLINA ROJAS SANDRA
  2. 2. ENZIMAS ELEMENTO ESENCIALENZIMAS ELEMENTO ESENCIAL  En muchos procesos, las enzimas puedenEn muchos procesos, las enzimas pueden sustituir sustancias químicas y contribuir ensustituir sustancias químicas y contribuir en procesos de producción. Son más específicasprocesos de producción. Son más específicas en su acción que las sustancias químicasen su acción que las sustancias químicas sintéticas y son biodegradables, con lo cualsintéticas y son biodegradables, con lo cual pueden ser beneficiosas para el mediopueden ser beneficiosas para el medio ambiente. Los procesos que emplean enzimas,ambiente. Los procesos que emplean enzimas, por lo tanto, producen menos subproductospor lo tanto, producen menos subproductos residuales, propiciando la obtención deresiduales, propiciando la obtención de productos de mejor calidad y disminuyendo laproductos de mejor calidad y disminuyendo la probabilidad de polución.probabilidad de polución.
  3. 3. INDUSTRIA PAPELERAINDUSTRIA PAPELERA  El uso de enzimas en la industriaEl uso de enzimas en la industria papelera ha crecidopapelera ha crecido considerablemente desdeconsiderablemente desde mediados de la década de 1980 ymediados de la década de 1980 y muchas de las áreas de aplicaciónmuchas de las áreas de aplicación aún se encuentran en desarrollo.aún se encuentran en desarrollo. En los últimos años, las enzimasEn los últimos años, las enzimas celulasas y hemicelulasas (quecelulasas y hemicelulasas (que degradan celulosa y hemicelulosa,degradan celulosa y hemicelulosa, respectivamente), han sidorespectivamente), han sido evaluadas por su capacidad deevaluadas por su capacidad de modificar beneficiosamente lasmodificar beneficiosamente las características de las pastas y decaracterísticas de las pastas y de los papeles. El tratamiento conlos papeles. El tratamiento con enzimas celulasas parece aumentarenzimas celulasas parece aumentar el área de enlaces entre fibras,el área de enlaces entre fibras, mejorando algunas propiedades demejorando algunas propiedades de los papeles.los papeles.
  4. 4.  Existen en la naturalezaExisten en la naturaleza microorganismos que poseenmicroorganismos que poseen enzimas del grupo de lasenzimas del grupo de las celulasas (como lascelulasas (como las celobiohidrolasas y lascelobiohidrolasas y las endoglucanasas) que seendoglucanasas) que se encargan de la degradación deencargan de la degradación de la celulosa. Estas enzimas hanla celulosa. Estas enzimas han sido ampliamente estudiadassido ampliamente estudiadas en hongos mesófilos, talesen hongos mesófilos, tales como Trichoderma reesei. Sincomo Trichoderma reesei. Sin embargo, las actividadesembargo, las actividades hidrolíticas de las celulosas dehidrolíticas de las celulosas de este microorganismo soneste microorganismo son afectadas por una serie deafectadas por una serie de factores físicos y químicosfactores físicos y químicos que limitan su aplicación a nivelque limitan su aplicación a nivel industrial. industrial. 
  5. 5.  Debido a esto, losDebido a esto, los científicos estáncientíficos están estudiando y aislando cepasestudiando y aislando cepas con mejores rendimientoscon mejores rendimientos (mayor cantidad de(mayor cantidad de enzimas producidas) y queenzimas producidas) y que mantengan una elevadamantengan una elevada estabilidad de su actividadestabilidad de su actividad a pH extremos, elevadasa pH extremos, elevadas temperaturas de reacción,temperaturas de reacción, en presencia de solventesen presencia de solventes orgánicos y detergentesorgánicos y detergentes iónicos, etc.iónicos, etc.
  6. 6.  Así, han comenzado a surgir losAsí, han comenzado a surgir los microorganismos termófilos comomicroorganismos termófilos como fuentes de enzimas celulasasfuentes de enzimas celulasas termoestables, otorgándoles unatermoestables, otorgándoles una mayor ventaja en aplicacionesmayor ventaja en aplicaciones industriales. Entre las bacteriasindustriales. Entre las bacterias termófilas utilizadas setermófilas utilizadas se encuentran algunas especies deencuentran algunas especies de los géneros Clostridium,los géneros Clostridium, Streptomyces, ThermomonosporaStreptomyces, Thermomonospora y Thermobifida. Por ejemplo,y Thermobifida. Por ejemplo, Clostridium cellulovorans hidrolizaClostridium cellulovorans hidroliza la celulasa en condicionesla celulasa en condiciones anaeróbicas (en ausencia deanaeróbicas (en ausencia de oxígeno), mientras que lasoxígeno), mientras que las especies celulolíticas deespecies celulolíticas de Streptomyces, ThermomonosporaStreptomyces, Thermomonospora y Thermobifida la degradan en uny Thermobifida la degradan en un ambiente aeróbico.ambiente aeróbico.
  7. 7.  En estudios realizados conEn estudios realizados con estas enzimas, se concluyó queestas enzimas, se concluyó que la celulosa es degradadala celulosa es degradada disminuyendo los costos ydisminuyendo los costos y aumentando los beneficiosaumentando los beneficios ambientales al compararlo conambientales al compararlo con el método convencional deel método convencional de reciclaje del papel.reciclaje del papel. Además de las enzimasAdemás de las enzimas celulasas, se pueden utilizarcelulasas, se pueden utilizar amilasas en el tratamiento delamilasas en el tratamiento del papel para reciclaje. Elpapel para reciclaje. El tratamiento previo del papel detratamiento previo del papel de oficina con amilasas provoca unoficina con amilasas provoca un debilitamiento de la estructuradebilitamiento de la estructura superficial del papel, y porsuperficial del papel, y por tanto una disminución de latanto una disminución de la resistencia del papel a laresistencia del papel a la penetración de fluidos.penetración de fluidos.
  8. 8.  Este tratamiento enzimáticoEste tratamiento enzimático facilita la desintegración del papel,facilita la desintegración del papel, obteniéndose una pasta en mejoresobteniéndose una pasta en mejores condiciones para extraerle la tinta.condiciones para extraerle la tinta. Por otra parte, las amilasasPor otra parte, las amilasas también podrían ser utilizadastambién podrían ser utilizadas para facilitar el desprendimientopara facilitar el desprendimiento del tóner en los papeles impresosdel tóner en los papeles impresos en fotocopiadoras o impresorasen fotocopiadoras o impresoras láser. Éstas actuarían hidrolizandoláser. Éstas actuarían hidrolizando el almidón del área que sirve deel almidón del área que sirve de soporte a la partícula, permitiendosoporte a la partícula, permitiendo una más fácil liberación del tóner.una más fácil liberación del tóner. Otro estudio muestra que hay unaOtro estudio muestra que hay una mejora en la blancura del papel almejora en la blancura del papel al usar enzimas xilanasas durante lasusar enzimas xilanasas durante las etapas de pre-blanqueo. Estoetapas de pre-blanqueo. Esto permite una reducción en el uso depermite una reducción en el uso de cloro y soda cáusticacloro y soda cáustica
  9. 9.  En la naturaleza existenEn la naturaleza existen diferentes microorganismosdiferentes microorganismos asociados a la descomposición deasociados a la descomposición de la madera, pero hasta ahora losla madera, pero hasta ahora los únicos que son capaces deúnicos que son capaces de degradar la lignina en formadegradar la lignina en forma eficiente son los hongoseficiente son los hongos Basidiomicetes, denominadosBasidiomicetes, denominados "pudrición blanca", ya que"pudrición blanca", ya que producen un blanqueamiento de laproducen un blanqueamiento de la madera al degradar la lignina.madera al degradar la lignina. Estos hongos en su ciclo normalEstos hongos en su ciclo normal de desarrollo, consumen ligninade desarrollo, consumen lignina haciendo un pulpaje natural, o bio-haciendo un pulpaje natural, o bio- pulpaje, de las maderas en las quepulpaje, de las maderas en las que se instalan a vivir. Además dese instalan a vivir. Además de deslignificar la madera, estosdeslignificar la madera, estos hongos son amigables con el mediohongos son amigables con el medio ambiente. ambiente. 
  10. 10.  Muchas industrias tambiénMuchas industrias también utilizan enzimas y bio-utilizan enzimas y bio- dispersantes en tratamientodispersantes en tratamiento de efluentes para controlarde efluentes para controlar niveles de DBO (demandaniveles de DBO (demanda biológica de Oxígeno) ybiológica de Oxígeno) y acelerar el tiempo deacelerar el tiempo de tratamiento del ambiente.tratamiento del ambiente. Si bien el uso deSi bien el uso de microorganismos y las enzimasmicroorganismos y las enzimas derivadas de ellos ya sederivadas de ellos ya se utilizan en estos procesos, seutilizan en estos procesos, se espera que en los próximosespera que en los próximos años la biotecnología se vuelvaaños la biotecnología se vuelva más dominante en los procesosmás dominante en los procesos de pulpaje y fabricación dede pulpaje y fabricación de papel. Esto traería beneficiospapel. Esto traería beneficios a la industria del papel y ala la industria del papel y al medio ambiente. medio ambiente. 
  11. 11. ¡Gracias!¡Gracias!

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