Producción de materiales superabsorbentes basados en proteína de soja mediante optimización del procesado térmico

Abstract

Superabsorbent materials are used in a wide range of products (e.g. personal care, controlled-release of nutrients in agriculture). The present study pretends the development of biodegradable materials from a natural source, a soy protein isolate, which eventually would help to diminish the environmental issues associated to the use of common synthetic materials. Moreover, the present work focuses on the modulation of the water uptake exclusively through the modification of the parameters of the thermal processes carried out during the development of those materials. Firstly, the protein isolate is blended with the plasticizer (glycerol) in a 1/1 ratio. Then, the homogeneous blend is injected using different mould temperatures and, subsequently, the bioplastics obtained are submitted to a dehydrothermal treatment (tdeshid) consisting on the storage of the samples at 50 ºC for a certain time (tdeshid). When the mould temperature is 70 ºC, superabsorbent materials are always obtained at tdeshid, shorter than 12 h. Conversely, viscoelastic properties increase as DHT treatment is longer, reducing the swelling that takes place during water absorption, and resulting more compact matrices. Thus, the present study proves how thermal processing modulation can solely determine the superabsorbent ability of soy protein-based biodegradable materials.

Los materiales superabsorbentes son aplicables en campos tan diversos como productos de higiene personal o liberación controlada de nutrientes en agricultura. El presente estudio pretende el desarrollo de materiales biodegradables a partir de una materia prima natural, un aislado de proteína de soja, cuya aplicación supondría una disminución en el uso de materiales sintéticos, repercutiendo beneficiosamente en el medio ambiente; y la modulación de su capacidad de absorción de agua, que se modificará exclusivamente variando las condiciones de los procesos térmicos a los que son sometidas durante su obtención. En primer lugar, el aislado se mezcla con glicerina (plastificante)en una proporción 1/1, para después inyectar la masa homogénea utilizando diferentes temperaturas de moldeo (Tmold). Posteriormente, son sometidas a un tratamiento deshidrotérmico. o almacenamiento a 50ºC, durante cierto periodo de tiempo (tdeshid). Cuando la Tmold utilizada es 70ºC, se obtienen siempre materiales superabsorbentes, cuando el tdeshid seleccionado sea menos de 12h. Por otra parte, las propiedades viscoelásticas aumentan con la duración del tratamiento deshidrotérmico, provocando un menor hinchamiento durante la absorción de agua, resultando matrices menos porosas. Así, el presente estudio permite comprobar cómo modulando exclusivamente las condiciones de procesado pueden conseguirse capacidades superabsorbentes para materiales biodegradables basados en soja.