Como hacer quitosano

Cómo Hacer Quitosano De Forma Artesanal y De Laboratorio.

El quitosano es un producto natural que se obtiene por modificación química de la quitina. La quitina se extrae del exoesqueleto de camarones o cangrejos desechados por la industria pesquera, a través de un tratamiento químico que remueve los pigmentos, las sales como el carbonato de calcio y las proteínas asociadas.

El quitosano, también llamado chitosán, es un polisacárido lineal compuesto de cadenas distribuidas aleatoriamente de β-(1-4) D-glucosamina (unidades deacetiladas) y N-acetil-D-glucosamina (unidad acetilatada). Sustancia, que tiene gran cantidad de aplicaciones comerciales y biomédicas, se descubrió en el año 1859.

Estructura primaria de la quitina y el quitosano.
Estructura primaria de la quitina y el quitosano
Fuente: researchgate.net

La obtención de quitosano es realizada por medio de un tratamiento con álcali concentrado y caliente, con el fin de retirar la mayor cantidad de unidades de acetilo de la estructura del polímero.

Producción Del Quitosano Comercial.

El quitosano comercial se produce mediante la desacetilación de la quitina, que es un elemento estructural del exoesqueleto de los crustáceos (cangrejos, gambas, langostas, etc.) y otros organismos con exoesqueleto.

El grado de desacetilación (DA) puede ser determinado por espectroscopía NMR, o por espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier.

Quitosano En Agricultura.

La producción agrícola del quitosano se emplea principalmente como un agente bactericida, fungicida y nematicida para la protección de cultivos al establecimiento de plantaciones y en el desarrollo de las mismas. Clic para tuitear

Floricultores han incursionado en el uso de bioinsumos para el manejo de sus plantaciones utilizan de manera exitosa el quitosano como un bioproducto para el control de enfermedades fungosas y nematodos que atacan sus cultivos.

Esto es debido, a que tiene la capacidad de actuar frente a los organismos patógenos. Al mismo tiempo, la aplicación vía foliar genera estrés en las plantas, activando los mecanismos de defensa internos, preparándose para un posible ataque de hongos o bacterias.

También se utiliza películas de quitosano para recubrir semillas a fin de facilitar su conservación durante el almacenamiento, así como en el procesamiento de alimentos, potabilización del agua, remoción de colorantes, remoción de metales y en la elaboración de sistemas liberadores de fertilizantes.

Dado su bajo índice de toxicidad y su abundancia en el medio ambiente, el quitosano no es dañino para los animales de sangre caliente o los insectos benéficos ni para la salud humana, siempre que se emplee de acuerdo con las indicaciones establecidas.

Cómo Preparar Quitosano En Laboratorio.

Producción de Quitosano en laboratorio.

Materiales Instrumentos:

  • Tubos de ensayo
  • Matraz
  • Mechero Burnstein
  • Varilla agitadora
  • Molino
  • Mortero
  • Pipeta
  • Probeta
  • Soporte universal.

Materias primas:

  • Vidrio de reloj
  • Exoesqueleto de camarón
  • Acetona
  • Ácido clorhídrico
  • Hidróxido de sodio al 4,5 %
  • Hidróxido de sodio al 70 %

Principios activos del quitosano.

  • Polisacárido lineal compuesto de cadenas distribuidas aleatoriamente de β-(1-4)
  • D-glucosamina (unidades deacetiladas)
  • N-acetil-D-glucosamina (unidad acetilatada)

Procedimiento.

  • Desmineralización
  • Desproteinización
  • Desacetilización
  • Moldeo

Operaciones unitarias previas.

  • Lavado: eliminar posibles residuos e impurezas del exoesqueleto de camarón.
  • Secado: secar el exoesqueleto de camarón para que su consistencia tenga la apariencia de polvo fino y no de masa.
  • Tamizado: moler el exoesqueleto de camarón para volverlo polvo.
  • Despigmentación: utilizar xileno con el objetivo de decolorar el exoesqueleto de camarón cuyo color original es rosa pálido.
  • Decantado y secado: proceder a decantar el producto y después dejar secar a 50 °C.
  • Desproteinización: tratar el producto utilizando NaOH 6 M durante 3 horas con agitación constante a 65 °C. Se obtiene una masa desproteinizada, cuyo aspecto es gelatinoso y espumante.
  • Descalcificación: el producto obtenido anteriormente se trata con HCl 6M en un matraz con agitación constante y a temperatura ambiente.
  • Filtrado y purificado: filtrar una vez más y realizar lavados con agua destilada caliente para eliminar el exceso de base. El producto final es la quitina.

Operación unitaria principal.

Desacetilización: es el proceso por el cual la quitina es convertida en quitosano y consiste en eliminar de ella las unidades acetilo. Para eso se emplea el hidróxido de sodio al 70 % a 105 °C y después se purifica filtrando y lavando con agua destilada. El producto obtenido es el quitosano.

Operaciones unitarias posteriores

  • Polimerización: agregar ácido láctico al quitosano para poder obtener el hidrogel y el ungüento.
  • Centrifugado: centrifugar la solución obtenida para poder obtener el material para el gel y el ungüento.
  • Mezcla y moldeo: preparar la mezcla que luego será colocada en un recipiente cuadrado.

Cómo Hacer Quitosano De Forma Artesanal

Cáscara de camarón
Cáscara de camarón

Ingredientes y Materiales.

Elaboración del quitosano:

  1. Lavar los exoesqueletos de camarón y reservar.
  2. Preparar un solución de cal y sumergir los exoesqueletos de camarón. Realizar dos o tres baños rápidos.
  3. En el bidón de 120 litros, incorporar 80 litros de biol puro y los 10kg de exoesqueletos de camarón. (El biol  ya tiene que venir con los EM autóctonos incorporados)
  4. Cerrar el bidón y conectar la salida de gases a un botella llena de agua para impedir la entrada de oxígeno (fermentación anaeróbica).
  5. Dejar fermentar por 30 días en la sombra y condiciones ambientales frescas.

¿Qué Plagas Que Controla El Quitosano?

Hongos (mildiu, botrytis) en la producción de flores.

Dosis, Aplicación y Usos Del Quitosano.

Dosis.

Diluciones de 2 a 3 g o ml/litro se aplican al follaje de los cultivos cada 5 a 8 días.

NOTA: Las dosis recomendadas oscilan entre 2,5 y 5 ml/litro.

Usos.

El principal uso del quitosano, es el control de plagas en los cultivos. También es muy utilizado en medicina, por sus propiedades antimicrobianas y antivirales.

Tiene la propìedad de eliminar partículas en suspensión en depósitos o tanques de agua. Se puede usar sin problemas para el filtrado o depurado de agua residuales.

Un riego regular con aguas tratadas con quitosano, eliminará de contaminantes, como pesticidas y capturara metales pesados tóxicos.

Aplicación.

Aplicar vía foliar por fumigación.

Recomendaciones.

La producción de este tipo de biopolímero biocompatible es sin duda un proceso muy complicado que requiere mucho cuidado en el manejo del material entre procesos para no contaminarlo.

Una producción más seria de este polímero necesita un equipo más especializado y posiblemente un mejor proceso químico que el que se plantea en este trabajo, lo que sin duda reduciría la pérdida de material, así como el tiempo de producción.

Almacenamiento.

En recipientes herméticos para evitar su contaminación.

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