Degradación de poliestireno expandido (EPS) a partir de extractos enzimáticos del hongo Aspergillus Niger empleando cáscara de yuca como sustrato: diseño y construcción de un biorreactor de 2 litros
Date
2025-08-16
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Research teaching director
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Publisher
Fundación Universidad de América
Abstract
La acumulación de residuos plásticos, especialmente poliestireno expandido (EPS), representa un reto ambiental por su resistencia a la degradación. Este estudio propone una estrategia biotecnológica basada en la acción enzimática de extractos obtenidos del hongo Aspergillus niger, cultivado sobre córtex de yuca como sustrato agroindustrial residual. Para ello, se diseñó un biorreactor de 2 litros con control automatizado de temperatura, humedad y aireación, optimizado para la producción de enzimas extracelulares. La producción enzimática se potenció usando buffers a distintos pH, identificando el acetato pH 5,5 como el más eficiente (0,703 mg/ml de proteínas, determinado por Biuret). Las probetas de EPS fueron pretratadas con radiación UV durante 8 días para mejorar la accesibilidad del polímero. Luego, se expusieron al extracto enzimático por 30 días, comparándose con controles tratados solo con UV o con buffer. Se evaluaron la pérdida de masa y propiedades mecánicas. El tratamiento con extracto enzimático logró una degradación del 6,08 %, superior a los controles (UV: 3,60 %, buffer: 3,86 %). Además, se evidenció una disminución en la tensión máxima de las probetas tratadas, aunque el porcentaje de deformación no presentó diferencias significativas (ANOVA).
Description
The accumulation of plastic waste, especially expanded polystyrene (EPS), represents an environmental challenge due to its resistance to degradation. This study proposes a biotechnological strategy based on the enzymatic action of extracts obtained from the fungus Aspergillus niger, cultivated on cassava bark as a residual agroindustrial substrate. To this end, a 2-liter bioreactor with automated temperature, humidity, and aeration control was designed, optimized for the production of extracellular enzymes. Enzyme production was enhanced using buffers at different pHs, identifying acetate at pH 5.5 as the most efficient (0.703 mg/ml of protein, determined by Biuret). The EPS specimens were pretreated with UV radiation for 8 days to improve polymer accessibility. They were then exposed to the enzyme extract for 30 days, compared with controls treated with UV alone or with buffer. Mass loss and mechanical properties were evaluated. Treatment with enzyme extract achieved a degradation rate of 6.08%, higher than that of the controls (UV: 3.60%, buffer: 3.86%). Furthermore, a decrease in the maximum stress of the treated specimens was observed, although the percentage of deformation did not show significant differences (ANOVA).
Keywords
Biodegradación, Biorreactor, Enzimas, Biodegradation, Bioreactor, Enzymes, Tesis y disertaciones académicas
Citation
APA 7th - Angulo Bautista, M. C. y Fernández Quiñones, J. D. (2025) Degradación de poliestireno expandido (EPS) a partir de extractos enzimáticos del hongo Aspergillus Niger empleando cáscara de yuca como sustrato: diseño y construcción de un biorreactor de 2 litros. [Trabajo de Grado, Fundación Universidad de América] Repositorio Institucional Lumieres. https://hdl.handle.net/20.500.11839/10130