Teñido de Fibras Sinteticas Utilizando Colorante Extraído

5/24/2018 Teido de Fibras Sinteticas Utilizando Colorante Extrado

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

VICERRECTORADO DE INVESTIGACION

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

INFORME FINAL DEL

PROYECTO DE INVESTIGACION TITULADO:

TEIDO DE FIBRAS SINTETICAS UTILIZANDO COLORANTE EXTRADO

DE MAZ MORADO (Zea mays L.)

INVESTIGADOR RESPONSABLE: ING. VIORICA STANCIUC STANCIUC

AUTOR: ING. VIORICA STANCIUC STANCIUC(PERIODO DE EJECUCION: Del 1 de enero del 2010 al 31 de diciembre del

2011 - Resol. N 060-2010-R)

.ING. VIORICA STANCIUC STANCIUC

CALLAO, 05 DE DICIEMBRE DEL 2011


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I. INDICE . 2

II. RESUMEN...... .. 3

III. INTRODUCCION 4

IV. MARCO TERICO . .. 12

4.1. MAIZ MORADO .13

4.2 FIBRAS SINTETICAS ..24

4.2.1 EL NYLON .27

4.2.2 POLIESTERES30

4.2.3. FIBRAS ACRILICAS.. 32

V. MATERIALES Y METODOS. 35

VI. DISCUSION . 47

VIII REFERENCIALES 51

IX. APENDICE 55

ANEXOS ... 59


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II. RESUMEN

La extraccin del maz morado se realiz con una mezcla de agua:

alcohol etlico en relacin 70:30 a un pH = 3.

El anlisis por espectrofotometra UV Visible del colorante

extrados de las corontas de maz morado (Zea mays L.) indic una

absorcin mxima a una longitud de onda = 537 nm, lo que

corresponde a las cianidina glucsido.

El espectro IR del colorante, indica la existencia de grupos hidroxilo,

alquilo, carbonilo y anillo aromtico por la presencia de bandas a

3375, 3000, 1650 cm-1., lo que demuestra la presencia de las

antocianinas.

El teido de fibras sintticas con el colorante extrado de las corontas

de maz morado se ha realizado por el mtodo directo y con

mordentado previo de las telas y fibras. Los buenos resultados en el

teido se han obtenido para las fibras de nylon teidas por 50 minutos,

en una solucin tampn pH =3 y a la temperatura de ebullicin. Las

fibras de nylon fueron previamente mordentadas con alumbre (25%) y

tartrato acido de potasio (6%) por 30 minutos. Tambin buenos

resultados se han obtenido para las fibras de nylon, mordentadas con

sulfato cprico (6%). El porcentaje de las sales mordientes, se calculo

con respecto al peso de las telas. La calidad del teido se evalu bajo

los normativos UNE 40-164-92 y AATCC 81996. La solidez al

frote hmedo y seco ha sido buena, pero la solidez a la intemperie, ha

sido menor. En el caso de las fibras de polister y lana acrlica no se

pudo lograr un buen teido.


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III. INTRODUCCION

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

DESCRIPCIN Y ANLISIS DEL TEMA

La presente investigacin tiene como propsito contribuir en la

formacin como investigador del estudiante universitario de

Ingeniera Qumica, en el rea de teidos de fibras sintticas con

colorante natural extrado del maz morado (Zea mays L.).

Cada capitulo de la presente investigacin describe diversos pasos a

seguir a fin de que el alumno pueda elegir el mtodo ms adecuado

para el logro de sus objetivos especficos.

La elaboracin de esta investigacin pone al alcance de los

investigadores una sntesis sistemtica del procedimiento aplicable al

trabajo de extraccin, separacin y purificacin del colorante natural

del maz morado, as como los pasos de teido de fibras sintticas

como las fibras de nylon, polister y fibra acrlica efectuado a nivel

laboratorio.

Esta investigacin aportar procedimientos bsicos y aplicativos en laextraccin del colorante natural del maz morado y teido de fibras

sintticas con este colorante, necesarios en primer lugar para los

estudiantes e investigadores de Ingeniera Qumica.

Se espera que esta investigacin contribuya a desarrollar el inters del

estudiante para las investigaciones fitoqumicas de las plantas

vegetales y su uso en el proceso de teido de fibras sintticas.


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El maz morado (Zea mays L.), contiene seis importantes

antocianinas, de los cuales la cianidina 3-glucsido es el componente

mayoritario.

Para determinar los niveles de las variables en el proceso de teido de

fibras sintticas es necesario analizar todos los parmetros que

influyen el teido, ya que la estructura de las fibras sintticas es

diferente de la estructura de fibras naturales como el algodn o la lana

de oveja.

Los colorantes naturales pueden ser obtenidos de fuentes animales,

vegetales o minerales. Su importancia en la industria textil se ha

incrementado debido a su biodegradabilidad y baja toxicidad, por lo

que son empleados para el teido de fibras tanto naturales como

sintticas. Los tejidos sintticos son ampliamente usados por ser

flexibles, elsticos, y absorbentes, estas particularidades le permite ser

utilizada preferentemente como fibra textil.

En actualidad se usan mucho las fibras sintticas como las fibras de

nylon producidos por primera vez por los Laboratorios Du Pont, en

1938, siendo una fibra sinttica fuerte y elstica, que reemplaza en

parte a la seda y el rayn.

El nylon es una fibra textil elstica y resistente, no la ataca la polilla,

no requiere de planchado y se utiliza en la confeccin de medias,

tejidos y telas de punto, tambin cerdas y sedales. Se obtiene por

polimerizacin de un derivado del fenol: cido adpico, y de un

derivado del amonaco, la hexametilenodiamina.


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Otra fibra sinttica utilizada en industria textil es el polister El

polister (C10H8O4) es una categora de polmeros que contiene el

grupo funcional ster en su cadena principal. Los polisteres que

existen en la naturaleza son conocidos desde 1830, pero el trmino

polister generalmente se refiere a los polisteres sintticos

(plsticos), provenientes de fracciones pesadas del petrleo. El

polister termoplstico ms conocido es el PET.

El PET est formado sintticamente a partir del etilenglicol ms

tereftalato de dimetilo, produciendo el polmero llamado

polietilentereftalato. Como resultado del proceso de polimerizacin,

se obtiene la fibra, que en sus inicios fue la base para la elaboracin de

los hilos para coser y para confeccionar ropa.

Tambin como fibra sinttica muy utilizada es la fibra acrlica. Las

fibras acrlicas son fibras elaboradas en donde la sustancia que forma

la fibra es un polmero sinttico que, cuando menos, contiene 85% en

peso de acrilonitrilo.

El monmero de acrilonitrilo se descubri en 1893 y el polmero se

patent por primera vez en 1929. Las fibras que estn compuestas por

10% de acrilonitrilo, tiene una estructura interna compacta, muy

orientada, lo que hace virtualmente imposible el teido. Por lo tanto,

la mayora de las fibras acrlicas se fabrican como copolmeros, hasta

por un 15% de aditivos que producen una estructura ms abierta lo

cual permite que los tintes sean absorbidos por la fibra. Los aditivos

proporcionan zonas adecuadas para el teido y son catinicos para los

tintes cidos y aninicos para los tintes bsicos. Esto hace posible el


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proceso del teido cruzado.

Los acrlicos son las ms semejantes a la lana. El jersey, el challis y

otras telas finas pueden reproducirse con fibras acrlicas. El costo de

las telas y de las prendas elaboradas con fibras acrlicas es semejante a

la lana de buena calidad, pero son especialmente adecuadas para las

personas alrgicas a la lana. Las primeras fibras acrlicas producan

frisas (pilling) y las prendas se estiraban y abolsaban (en lugar de

encoger, como la lana) pero dichos problemas se solucionaron al

utilizar estructuras adecuadas en los hilos y el tejido.

Los acrlicos pueden plancharse, tambin tienen la capacidad de

desarrollar un potencial de encogimiento latente y retenerlo

indefinidamente a temperatura ambiente.

La importancia para la realizacin de esta investigacin

consiste en que la materia colorante utilizada, es un producto de

desecho como son las corontas de maz morado, el que tiene por

objeto realizar el teido de algunas fibras sintticas con colorante

extrado del maz morado (Zea mays L.).

Dentro de un proceso de teido, son muchos los factores que se debe

tomar en cuenta para obtener un buen teido de fibras textiles. En la

presente investigacin, se trata de recopilar los fundamentos ms

importantes para un proceso de teido con colorantes naturales.

El Per cuenta con factores ecolgicos que determinan su

potencialidad como productor de materias primas para la obtencin


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de colorantes naturales como el colorante extrado del maz morado

(Zea mays L.).

Dada la importancia que constantemente se le da a la produccin de

productos naturales como los colorantes naturales que se sabe que no

son txicos, tampoco cancerigenos, hay muchas posibilidades que

aumente su uso tanto para el teido de fibras naturales como

sintticas.

En el proceso de investigacin, los estudiantes se ven confrontados

con dificultades que tienen que ver con el proceso de seleccionar el

mtodo adecuado de estudio de extraccin, separacin del colorante

del maz morado as como su uso en el teido de fibras sintticas

como el nylon, polister y lana acrlica. De all que este trabajo se

propone desarrollar un mtodo extraccin y teido de fibras sintticas

con el colorante extrado de la coronta de maz morado (Zea mays L.).

Pretendiendo sentar solo bases para posteriores estudios de

profundizacin, se fij como finalidad principal del presente estudio,

elaborar una tcnica de extraccin, separacin del colorante de maz

morado y posterior teido con algunas fibras sintticas.

Cada capitulo de la investigacin describir diversos pasos a seguir a

fin de que pueda elegir el mtodo ms adecuado para el logro de sus

objetivos especficos. Desde este punto de vista, se pretende dar

pautas generales para la extraccin del colorante de maz morado y su

uso en teido a nivel laboratorio.


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Cmo influye el colorante del maz morado (Zea mays L.) en el

teido de algunas fibras sintticas?

OBJETIVOS Y ALCANCE DE LA INVESTIGACION

OBJETIVO GENERAL

- Establecer las condiciones del procedimiento de extraccin,

purificacin y separacin del colorante de maz morado (Zea mays

L.).

- Establecer las condiciones para el proceso de teido a nivel

laboratorio de algunas fibras sintticas (nylon, polister y fibra

acrlica).

OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Determinar los parmetros de extraccin, purificacin y separacin

del colorante de maz morado (Zea mays L.).

- Determinar los parmetros de la preparacin previa de la fibra

sinttica.

- Determinar las condiciones del proceso de teido y la obtencin de

buenas solideces para el teido de fibras sintticas.


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ALCANCES DE LA INVESTIGACION

El presente estudio es una investigacin aplicada a la ingeniera

qumica.

Mediante la publicacin de este trabajo, se van a beneficiar en primer

lugar los estudiantes de Ingeniera Qumica, como cualquier

profesional que requiere realizar un trabajo de esta ndole.


investigadores una sntesis sistemtica del procedimiento de

extraccin, separacin y purificacin del colorante extrado de maz

(Zea mays L.), as como los procedimientos de teido de fibras

sintticas con ese colorante.

IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIN DE LA

INVESTIGACIN

La elaboracin de esta investigacin pone al alcance de los alumnos

de Ingeniera Qumica e investigadores, una sntesis sistemtica del

procedimiento de extraccin, separacin y purificacin del colorante

extrado de maz morado (Zea mays L.), as como los procedimientos

de teido de algunas fibras sintticas como el nylon, polister y fibra

acrlica con ese colorante.

La investigacin que se propone realizar enfatiza sobre los aspectos

principales en el rea de extraccin del colorante natural del maz

morado as como el estudio de los parmetros de teido de fibras


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sintticas con ese colorante.

ANTECEDENTES TECNICOS Y DATOS VINCULADOS A

LAINVESTIGACION CON LA PRECISION DE LA FUENTE

BIBLIOGRAFICA

En el Per, en intento de encontrar informacin necesaria para el

teido de fibras sintticas con colorantes naturales, se ha constatado

que en la bibliografa relacionada con el tema se refiere al teido de

lana, que es una fibra natural con colorantes naturales de los cuales se

mencionan tambin los colorantes extrados del maz morado.

En esta bsqueda se encontraron las siguientes publicaciones

virtuales:

- Investigacin titulada: TINCIN DE FIBRAS DE LANA

UTILIZANDO COLORANTE EXTRADO DE MAZ MORADO

(Zea mays L.)

Autores: Ordez Calva, Mabel Liliana; Ordez Vivanco, Yadira

Fernanda; Romero Benavides, Juan Carlos

Correo electrnico: [email protected]; [email protected];

[email protected]

- Teido con colorantes naturales sobre lana, Autor Dis. Textil Laura

Martnez INTI Textil

Como la presente investigacin se refiere al teido con el colorante

natural de maz morado de fibras sintticas que se usan especialmente

para la ropa, porque el extracto de maz morado, siendo un colorante

natural no produce alergias y tampoco es daino para el cuerpo
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]


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humano, la investigacin propuesta resulta ser novedoso en el tema.

FORMULACION DE LAS HIPOTESIS

Dada la importancia del problema a resolver y la trascendencia que

la temtica a desarrollar tiene en la formacin del profesional en

ingeniera qumica, proponemos como tarea lo siguiente:

Es posible establecer las condiciones del procedimiento de extraccin,

purificacin y separacin del colorante de maz morado (Zea mays

L.), as como establecer las condiciones para el proceso de teido a

nivel laboratorio de algunas fibras sintticas (nylon, polister y fibra

acrlica), de modo que facilite la formacin de alumnos en esta rea de

la ingeniera qumica, y que a la vez los motive a profundizar como

cimientos en esta rea que tiene una extendida aplicacin en la

industria qumica actual.

METODOLOGIA PARA CONTRASTACION Y

DEMOSTRACION DE LAS HIPOTESIS

Determinacin del Universo

El estudiante de Ingeniera Qumica que concluye su carrera

universitaria necesita tener conocimientos en casi todas las reas de

ingeniera qumica entre las cuales el rea de los colorantes naturales

y teido de fibras sintticas es muy importante porque juegan un papel

fundamental como materiales estructurales, funcionales y de

aplicaciones muy especiales, satisfaciendo muchas de las necesidades

que la sociedad moderna exige a los materiales.


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Por tanto, el universo de la presente investigacin comprende la

descripcin del procedimiento tecnolgico a nivel laboratorio,

utilizado en la extraccin del colorante de maz morado (Zea mays

L.), as como la descripcin de los parmetros para el proceso de

teido a nivel laboratorio de algunas fibras sintticas (nylon, polister

y fibra acrlica).

La presente investigacin tiene como propsito contribuir en la

formacin como investigador del estudiante universitario de

Ingeniera Qumica, en el rea de teidos de fibras sintticas con

colorante natural extrado del maz morado (Zea mays L.).


investigadores una sntesis sistemtica del procedimiento aplicable al

trabajo de extraccin, separacin y purificacin del colorante natural

del maz morado, as como los pasos de teido de fibras sintticas

como las fibras de nylon, polister y fibra acrlica efectuados a nivel

de laboratorio.

Se espera que esta investigacin contribuya a desarrollar el inters del

estudiante para las investigaciones fitoqumicas de las plantas

vegetales y su uso en el proceso de teido de fibras sintticas.


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IV MARCO TERICO

4.1 Maz morado (Zea mays L.)

El maz, millo o elote (Zea mays) es una planta gramnea anual

originaria de Amrica introducida en Europa en el siglo XVI.

Actualmente, es el cereal con mayor volumen de produccin en el

mundo, superando al trigo y el arroz.

Descripcin

Maz morado, es la variedad morada del Zea mays L. nativa del

Per. Su cultivo tradicional se restringe a la antigua rea de influencia

Inca.

El maz morado es esencialmente una planta subtropical, se cultivaen los valles bajos de los Andes. All se le llama Kculli (voz

quechua) y se est usando como alimento, desde hace milenios.

La lnea Kculli es bastante antigua, se han encontrado objetos con la

forma de esta mazorca en particular en sitios arqueolgicos de al

menos 2 500 aos de antigedad en zonas de la costa central del Per,

as como entre los cermicos de la cultura Mochica. Esta forma de

variedad de maz ha venido siendo usada por la gente de los Andes

para dar color a alimentos y bebidas, algo que el mundo

industrializado recin est explotando.

Actualmente, al igual que los antiguos peruanos, tambin se prepara

una bebida a partir de la mazorca entera y la llaman chicha morada.


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Con este maz tambin se prepara un postre bastante popular llamado

mazamorra morada.

Clasificacin botnica

Reino: Plantae

Divisin: Magnoliophyta

Clase: Liliopsida

Subclase: Commelinidae

Orden: Poales

Familia : Poaceae

Subfamilia: Panicoideae

Tribu: Andropogoneae

Gnero: Zea

Especie: Z. mays

Nombre binomial: Zea mays L.

Existen diferentes variedades de maz morado todas derivadas de un

lnea ms ancestral denominada "Kculli" an cultivada en Per,

Bolivia y Argentina (ver Fig. 9.2 Nombres taxonmicos de algunos

de especies de maz).

Variedades:

Morado Canteo: variedad nativa, altura de 1.8-2.5 m, floracin

a los 110-125 das.

Morado Mejorado (derivados de Caraz): PVM-581, para

siembra en sierra media; PVM-582, para costa central, altura cercana a

los 2m, precocidad de floracin masculina, 90 a 100 das.


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Morado Caraz: usado para siembra en sierra.

Arequipeo (var. Tradicional), color no es intenso, presenta

mucha variabilidad puede ser mejorado, es ms precoz que los

anteriores.

Cusco Morado: tardo, granos grandes dispuestos en mazorcas

de hileras bien definidos.

Negro de Junn: en la sierra centro y sur llegando hasta

Arequipa.

Es de notar que al igual que muchas otras plantas, los frutos (en este

caso la mazorca) en ocasiones reciben un nombre distinto a la planta

que la produce.

En algunos pases de Sudamrica, tanto la mazorca como los granos

reciben el nombre de "choclo" (del quechua chuqllu).

En Per y Bolivia, lo llaman "sara", tambin de origen quechua.

Caractersticas - Propiedades

COMPOSICIN QUMICA

Grano y coronta:


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Fig. n 4.1.1 Planta de maz morado

La planta (ver figura n 4.1.1)

Zea mays es una planta monoica; sus inflorescencias masculinas y

femeninas se encuentran en la misma planta. Si bien la planta es anual,

su rpido crecimiento le permite alcanzar hasta los 2,5 m de altura,

con un tallo erguido, rgido y slido; algunas variedades silvestres

alcanzan los 7 m de altura.El tallo est compuesto a su vez por tres capas: una epidermis exterior,

impermeable y transparente, una pared por donde circulan las

sustancias alimenticias y una mdula de tejido esponjoso y blanco

donde almacena reservas alimenticias, en especial azcares.

Las hojas toman una forma alargada ntimamente arrollada al tallo, del

cual nacen las espigas o mazorcas. Cada mazorca consiste en un

tronco u olote que est cubierta por filas de granos, la parte comestible

de la planta, cuyo nmero puede variar entre ocho y treinta.

El maz es una planta de noches largas y florece con un cierto nmero

de das grados > 10 C (50 F) en el ambiente al cual se adapt. Esa

magnitud de la influencia de las noches largas hace que el nmero de

No sepuede mostrar laimagen.Puede quesu equipo no tengasuficientememoriap araabrir laimagen o questaestdaada.Reinicieel equipo y,a continuacin,abra elarchivo denuevo.Si sigueapareciendo lax roja,puede quetengaq ueborrar laimagen einsertarlade nuevo.


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das que deben pasar antes que florezca est genticamente prescripto

y regulado por el sistema-fitocromo. La foto periodicidad puede ser

excntrica en cultivares tropicales, mientras que los das largos

(noches cortas) propios de altas latitudes permiten a las plantas crecer

tanto en altura que no tienen suficiente tiempo para producir semillas

antes de ser aniquiladas por heladas. Esos atributos, sin embargo,

pueden ser muy tiles paran usar maces tropicales en biofueles.

El maz es absolutamente capaz de reproducirse por s solo. En

apariencia el grueso recubrimiento de brcteas de su mazorca, la

forma en que los granos se encuentran dispuestos y estn slidamente

sujetos, impediran que la planta pueda hacer germinar sus granos. Su

simbiosis con la especie humana aparentara ser total, a tal punto que

algunos investigadores lo llaman un "artefacto cultural", aunque estos

son conceptos mgicos, alejados de la realidad, cuando una espiga cae

al suelo, las brcteas son consumidas por hongos, y no lo son sus

cariopses que logran germinar, generndose una competencia

fortsima, que har solo sobrevivir a unos muy pocos de cada espiga.

Existen maces en estado silvestre, y su negacin es otra de las

afirmaciones mgicas, sin contraste cientfico, de que el maz se

resiembra sin la intervencin humana. Las plantas cadas y con sus

espigas en contacto con la tierra, y condiciones de humedad, aseguran

la perpetuacin de esta especie anual.

Por su gran masa de races superficiales, es susceptible a sequas,

intolerancia a suelos deficientes en nutrientes, y a cadas por severos

vientos.


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En la figura n 4.1.2 se indica las mazorcas de maz morado.

Figura n4.1.2. Mazorcas de maz morado (Zea mays )

COLORANTES EXTRAIDOS DEL MAIZ MORADO

Fig. n 4.1.3 Estructura qumica y sustituyentes de las antocianinas

Donde:

Aglicona R1 R2

Petunidina OH OCH3

Malvidina OCH3 OCH3

Pelargonidina H H

Delfinidina OH OH

Cianidina OH H

Peonidina OCH3 H

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Las antocianinas, al igual que otras sustancias polifenlicas, se

encuentran en la naturaleza en forma de glicsidos, siendo conocidas

sus agliconas como antocianidinas, a las cuales se les une un azcar

por medio de un enlace -glicosdico. Se trata de flavonoides, es decir,

sustancias derivadas del ncleo flavano, con un anillo-A benzoil y un

anillo-B hidroxicinamoil. La estructura de la antocianina es el 2-

fenilbenzopirilio de la sal de flavilio. Cuando el residuo de azcar es

un hidrolizado de la antocianina, el resultado es la aglicona, conocida

como se menciona anteriormente como antocianidina. Las ms

comunes formas de antocianidinas son: pelargonidina, cianidina,

delfinidina, peonidina, malvidina y petunidina

En la Figura n4.1.3 se muestran los diferentes tipos de antocianinas.

Las clases comunes de glucsidos son: 3-monsido, 3-bisido y 3-

trisido, as como tambin 3,5-diglicsido y ms raramente el 3,7-

diglicsido con glucosa, galactosa, arabinosa (es uno de los ms

frecuentes) y xilosa. Las antocianinas poseen uniones de azcar en el

anillo-B 3 y 5-hidroxilos. Los dos tipos ms importantes de

glucsidos son: el 3-monsidos y el 3-4-diglicsido. Como regla el 3-

hidroxil siempre tiene un azcar, exceptuando 3-desoxipelargonidina,

3-desoxicianidina y 3-desoxidelfina.

Adems de la glucosilacin, la introduccin de molculas aciladas es

un efecto que ocurre ampliamente. Los grupos comunes de acilo son

los cidos aromticos de los cuales los ms comnmente encontrados

son cidos hidroxicinmicos: p-coumrico, cafeico y ferlico,


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y ms raramente el hidroxibenzoico. El color particular de cada

antocianina depende del nmero y orientacin de los grupos

hidroxilos y metoxilos. Un incremento en la hidroxilacin produce un

color azul, mientras un incremento en la metoxilacin produce un

color rojo.

El maz morado es una variedad de maz que posee la coronta y los

granos de color morado y es originario del altiplano andino (Bolivia y

Per). Contiene diferentes tipos de antocianinas, siendo la cianidina-3-

-glucsido, su pigmento mayoritario el cual es un importante

antioxidante.

A un colorante extrado a partir del de maz morado se le clasifica con

el nmero E-163 (EEC). Adems del pigmento principal 3-cianidina-

3-glucsido, se han encontrado en variedades de maz morado:

pelargonidina - 3- glucsido, peonidina-3-glucsido, cianidina-3-

maloilglucsido, pelargonidina-3-malonilglucsido, y peonidina-3

malonil glucsido en extractos comerciales de maz morado y granos

del mismo. Adems, cianidina - 3-dimalonilglucsido como

compuesto minoritario en algunas variedades.

Las Antocianinas del maz morado son ms estables que la Enocianina

de la uva, a la luz, al calor y principalmente a los cambios de pH. Las

Antocianinas del maz Morado a un pH entre 3 y 3.5 permanecen de

un color rojo amarillento, mientras que la Enocianina se torna azulada

en esa condicin.

Las antocianinas, pigmentos flavonolicos, tienen una estructura

qumica adecuada para actuar como antioxidantes, pueden donar


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hidrgenos, o electrones a los radicales libres o bien atraparlos y

desplazados en su estructura aromtica. Una actividad antioxidante

ptima se relaciona con la presencia de grupos hidroxilos en las

posiciones 3 y 4 del anillo B, los cuales confieren una elevada

estabilidad al radical formado. Los grupos hidroxilos libres en las

posicin 3 del anillo C y en la posicin 5 del anillo A, junto con el

grupo carbonilo en la posicin 4 son donadores de electrones. La

diversidad estructural contribuye favorablemente a la existencia

natural de unos antocianos con diferentes sustituciones glucosdicas,

en la estructura bsica del ion fenil-2-benzopirilio o flavilio,

representado en la Figura n 4.1.3 las principales antocianinas.

Las antocianinas son el grupo ms importante de compuestos

hidrosolubles, responsables de los colores rojos, prpura y azul que se

aprecian en flores, frutos y otras partes de las plantas.

El colorante que caracteriza el maz morado es una antocianina que es

el cianidin-3-b-glucosa y se encuentra tanto en los granos como en la

coronta. Este colorante natural cambia de acuerdo al pH y a la

temperatura de la solucin. Por consiguiente, es posible observar un

color rojo o anaranjado a pH cido de aproximadamente 2 menor, uncolor azuloso a pH entre 2 y 4, predominando la base quinoidal. Con

un pH de 5 la antocianina es incolora y presenta la pseudo base

carbinol; si el pH es de 6 se tiene la pseudo base chalcona, que es

tambin incolora. Y cuando el pH se incrementa por arriba de 7, la

antocianina se degrada de forma irreversible.


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El descubrimiento de las antocianinas de tipo acilado, que son ms

estables a cambios de temperatura y pH que las no aciladas, ha venido

a reactivar nuevamente la bsqueda de fuentes naturales de estos

compuestos para su uso como pigmentos en alimentos.

La mayor estabilidad que muestran las antocianinas aciladas a

cambios de pH y temperatura se considera que se debe a que los

radicales acilo interactan con los ncleos de flavilium y logran as

dar mayor estabilidad a la copigmentacin intramolecular, adems de

prevenir la reaccin de hidratacin del C2 de la molcula..

En maz se ha reportado la presencia tanto de antocianinas no-

aciladas, como aciladas, y segn reportes de varios autores, en esta

gramnea abundan las de tipo acilado.

Figura n4.1.4 Perfil de antocianinas observado en extractosetanlicos del grano de maz.


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La identificacin de las antocianinas es como sigue; cianidina 3-

glucsido (1), pelargonidina 3-glucsido (3), peonidina 3-glucsido

(4), cianidina 3-(6" malonilglucsido) (5) y cianidina 3-(3",6"

dimalonil glucsido).

Se observaron entre 8 y 10 diferentes antocianinas, de las cuales se

identificaron cinco. Los picos 1 al 4 corresponden a antocianinas no

aciladas, dentro de las cuales se halla en mayor proporcin la

cianidina 3-glucsido (pico 1); estn presentes tambin pelargonidina

3-glucsido (pico 3) y peonidina 3-glucsido (pico 4). Estas tres

antocianinas han sido previamente identificadas por otros

investigadores en granos de maz morado (15) e inflorescencias rojas

de maz (10). Las antocianinas aciladas identificadas fueron: cianidina

3-(6"malonilglucsido) (pico 5) y cianidina 3-(3", 6"dimalonil

glucsido) (pico 7). La proporcin de antocianinas aciladas en los

extractos etanlicos de las variedades de maz estudiadas fue menor

que la obtenida cuando se emple en la mezcla de extraccin el

metanol. Los porcentajes relativos de antocianinas aciladas obtenidas

con metanol fueron 54.7, 38.1, 55.2 y 63.3 % para las variedades

Peruano, Arrocillo, Purepecha y Cnico, respectivamente, mientras

que con etanol se obtuvo: 29.9, 28.9, 47.3 y 34.4 % para las mismas

variedades. Estos resultados coinciden con lo informado por Yong-Ju

y Howar (14), con relacin a que el metanol es ms efectivo para

extraer antocianinas del tipo acilado que el etanol.( anexos, fig. n

9.3).


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25

La hidrlisis del extracto de antocianinas de cada uno de las muestras

permiti identificar las agliconas de las que derivan las antocianinas

presentes, y que fueron: cianidina, pelargonidina y peonidina (datos

no mostrados), hallndose en mayor proporcin la primera de ellas.

(ver esquema de separacin de las fracciones de antocianinas fig. n

9.4).

Factores que alteran la estabilidad de las antocianinas:

La estabilidad de las antocianinas depende de factores como enzimas,

pH, temperatura, oxgeno, luz, metales, etc. Investigaciones recientes

demostraron que existen antocianinas con ciertas caractersticas,

presentando una mayor estabilidad debido al desarrollo de ciertos

mecanismos:

1. asociacin intramolecular: acilacin

2. asociacin intermolecular: copigmentacin

3. interacciones con otros compuestos

4. polimerizacin.

EFECTO DEL PH

Este es uno de los factores ms importantes. Las antocianinas son ms

estables en un medio cido que en un medio neutro o alcalino. En

medio cido la forma predominante es la del in flavilio, el cual da el

color rojo, cuando esta es sometida a pH bsico o alcalino, el in

flavilio es susceptible al ataque nucleoflico por parte del agua,

producindose la pseudo base carbinol, esto es a pH 4.5 y seguido se

forma la chalcona, las dos formas son incoloras.


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26

Conociendo esto, las antocianinas tienen su mxima expresin de

color a pH cidos (pH1), y su forma incolora se produce a pH neutros

o alcalinos, debido a esta caracterstica se utilizan a las antocianinas a

pH cido o ligeramente neutro.

TEMPERATURA

La antocianina es destruida por el calor durante el procesamiento y

almacenamiento. Un incremento logartmico en la destruccin de la

antocianina ocurre con un incremento en la temperatura. Por eso se

debe tener en cuenta este factor en el teido de las telas sintticas.

4.2 FIBRAS SINTETICAS

Fibras sintticas y artificiales

Las fibras artificiales se fabrican a partir de la transformacin qumica

de productos naturales; las fibras sintticas se elaboran mediante

sntesis qumicas, a travs de un proceso denominado polimerizacin.

Frente a las fibras naturales, elaboradas a partir de componentes

animales o vegetales, las fibras sintticas y artificiales son el resultado

de transformaciones qumicas. Antes de analizar los tipos de fibras, es

necesario establecer una clara distincin entre los conceptos sinttico

y artificial. El trmino sinttico hace referencia a un producto

obtenido a partir de elementos qumicos.


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Las fibras artificiales

Las fibras textiles artificiales poseen propiedades semejantes a las de

las fibras naturales. Aunque pueden obtenerse a partir de protenas

vegetales presentes en determinadas plantas cacahuete, maz o

soja, generalmente derivan de la celulosa. La celulosa, un hidrato de

carbono complejo, es el componente bsico de las paredes de las

clulas vegetales. De color blanco, sin olor ni sabor, sus aplicaciones

industriales no se reducen al campo textil; se emplea, asimismo, en la

fabricacin de papel, plsticos o explosivos.

Aplicando a la celulosa los disolventes adecuados, obtuvo una

solucin densa y viscosa, que filtr a travs de una plancha en la que

haba practicado previamente diminutos agujeros. Al atravesar la

placa, el lquido formaba pequeos filamentos que, una vez secos,

constituan fibras fciles de adaptar al hilado y al tejido. Se trata de la

fibra llamada el rayn, un material semejante a la seda, de gran

resistencia y poco inflamable.

El rayn

La ms comn de las fibras artificiales, se elabora a partir de la

celulosa. El proceso de fabricacin difiere segn el procedimiento

empleado; en funcin de ello recibe la denominacin de rayn,

viscosa, acetato de celulosa o Bemberg. En el caso de la viscosa, la

celulosa se trata con sosa custica concentrada y, posteriormente, se

disuelve en disulfuro de carbn. El proceso en todos ellos es, no

obstante, idntico en lo esencial.


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En un primer momento, la celulosa se reduce a pasta y, tras ser

purificada, se extiende hasta que adopta una disposicin en forma de

lmina. El empleo de diversas sustancias qumicas, segn los

diferentes mtodos, permite su solubilizacin. Como resultado de este

primer tratamiento se obtiene un lquido de apariencia viscosa, que

pasa a travs de una hilera. Se forman as los filamentos, que

adquieren la consistencia deseada gracias a la evaporacin del

disolvente con que se ha tratado la celulosa, o bien a travs de baos

de coagulacin. Una vez secos, los filamentos se retuercen, quedando

listos para el proceso de hilado.

El copo de rayn, parecido al de algodn, se obtiene tras cortar el

hilado a determinada longitud. La mezcla de rayn con seda, lino o

algodn permite, siguiendo las tcnicas habituales de hilatura, fabricar

tejidos mixtos.

FIBRAS SINTETICAS

El proceso de polimerizacin, aplicado a determinadas materias

primas, permite la obtencin de fibras sintticas. Los polmeros son

molculas orgnicas complejas, formadas como resultado de la unin

de varias molculas orgnicas simples, los monmeros. Al constituirse

un polmero, los monmeros forman entre s una larga cadena lineal,

con extraordinarias condiciones de ligereza, elasticidad y resistencia.

Dichas propiedades son fundamentales para la fabricacin de todo tipo

de fibras.


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Las fibras sintticas se pueden clasificar en: poliamidas, polisteres y

poliacrlicas.

Fibras sintticas en la industria textil

La elaboracin de fibras sintticas textiles se realiza a partir de

materias primas que se encuentran con relativa facilidad y son, en

trminos generales, pocos costosos: carbn, alquitrn, amoniaco,

petrleo, adems de subproductos derivados de procesos industriales.

Las operaciones qumicas realizadas con estos materiales permiten

obtener resinas sintticas que, tras su hilado y solidificacin, resultan

elsticas, ligeras y muy resistentes tanto al desgaste como a la

presencia de cidos u otros agentes externos.

4.2.1 EL NYLON

Las poliamidas pertenecen a la familia de termoplsticos

industriales semicristalinos sintetizados a partir de aminas y cidos

alifticos en cadena lineal y en general son llamados fibras nylon.

Cada nylon se describe por uno o dos nmeros (por ejemplo: nylon 6

o 6,6), cada nmero indica la cantidad de tomos de carbonos en los

monmeros aminados y cidos. Si solo hay un nmero, el monmero

es un aminocido y los vnculos amidas tienen una posicin cabeza-

cola. Si hay dos nmeros, los monmeros son diaminas y dicidos y

los vnculos amidas tiene una posicin alternada cabeza-cola / cola-

cabeza. El primer nmero se refiere a la diamina y el segundo al di

cido.


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30

Polimerizacin del nylon 6, 6

La sntesis tiene lugar a partir del hexametilendiamino y cido

adpico.

El cido adpico se prepara por oxidacin con aire del ciclohexano. La

reaccin tiene lugar en dos pasos: En primer paso se obtiene una

mezcla de ciclohexanol y ciclohexanona que en un segundo paso por

oxidacin con cido ntrico da el cido adpico.

O2

Naptenato

de cobalto

125C

OH

Ciclohexano Ciclohexanol

O

OH2

Ciclohexanona

HNO3

100C,

1,03

MPaHOOC-)CH

2)4-COOH

cidoadipico

N2O NO

+ + +

+ +

Hexametilendiamina es el compuesto orgnico con la frmula H2N-

(CH 2)6-NH 2. La molcula es una diamina, que consiste en una

cadena hexametileno hidrocarburo y en sus extremos existen los

grupos funcionales amino. Es un slido incoloro que tiene un fuerte

olor a aminas, similar a piperidina y se obtiene por la hidrogenacin

del adiponitrilo.

NC- (CH 2) 4 - CN + 4 H2 H 2 N (CH 2) 6 NH2

La hidrogenacin se lleva a cabo fundir el adiponitrilo diluido con

amonaco, tpico de los catalizadores que se basa en el cobalto y el

hierro. El rendimiento es bueno, pero comercialmente se obtienen

productos secundarios, que incluyen 1,2-diaminocyclohexano,

hexametilenimina, y hexametilentriamina.


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La reaccin entre cido adpico y hexametilendiamina produce en un

primer paso el adipato de hexametilendiamonio. La sal de amonio

obtenida se cristaliza antes de polimerizacin.

Su estructura qumica se indica en anexo (fig. 9.1).

Propiedades fsicas y mecnicas del nylon.

Las fibras de nylon suelen ser slidos, duros, polmeros bastante

elsticos con buenas propiedades de proteccin, fatiga elevada y

buena resistencia a la abrasin. Sin embargo su absorcin de agua es

importante (lenta en secciones gruesas) junto con un incremento de las

dimensiones de hasta un 3% en algunas circunstancias extremas.

Tienen una buena resistencia a los aceites, las grasas, los solventes y

los lcalis, pero no a los cidos que les hidrolizan.

El nylon aliftico es un termoplstico industrial semicristalino,

blanquecino. Es el nylon aliftico no reforzado ms duro y ms

resistente a la abrasin con una mejor tenacidad a temperaturas bajas

que el nylon 6. Su viscosidad de fundido muy baja puede acarrear

dificultades en la transformacin industrial y su exposicin a la

intemperie puede causar una fragilizacin y un cambio de color salvo

estabilizacin o proteccin previa. Est disponible con una amplia

gama de cargas, especialmente fibra de vidrio que proporciona un

incremento importante de la rigidez. Calidades sper duras con

propiedades de impacto y de sensibilidad a la entalla que se sitan

entre las mejores de todos los termoplsticos industriales tambin

estn disponibles.


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Sus aplicaciones en la industria textil como monofilamento para

cepillos y para fibras son notables por su elasticidad y su resistencia a

la abrasin usndose para los tapices y otros tejidos.

Otras poliamidas

- Otros ejemplos de poliamidas son el perln, que, con frecuencia, se

utilizan en copos que se mezclan con lana y algodn en hilados

mixtos. El resultado son fibras ms reforzadas. Una de las propiedades

caractersticas de las poliamidas es su elevado grado de resistencia a la

rotura.

4.2.2 POLISTERES

El polister (C10H8O4) es una categora de polmeros que contiene el

grupo funcional ster en su cadena principal. Los polisteres

sintticos (plsticos), son provenientes de fracciones pesadas del

petrleo. El polister termoplstico ms conocido es el PET

(polietilentereftalato). El PET est formado sintticamente con

etilenglicol ms tereftalato de dimetilo, produciendo el polmero

polister. Como resultado del proceso de polimerizacin, se obtiene la

fibra, que en sus inicios fue la base para la elaboracin de los hilos

para coser, y actualmente tiene mltiples aplicaciones como la

fabricacin de envases y botellas transparentes que anteriormente se

elaboraban con PVC. Se obtiene a travs de la condensacin de dioles

y p-dimetiltereftalato.

El dimetiltereftalato se prepara por oxidacin de p-xileno y

subsecuente esterificacin de alcohol metlico:


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H3C- -CH

3

aire

HNO3

HOOC- -COOH

p-xileno cido tereftlico

CH3OH

150C

0,01

% H2SO

4

H3COOC- -COOCH3 OH2

dimetil tereftlato

+

La reaccin de polimerizacin se realiza en dos pasos en el que

primero se prepara el monmero por un intercambio de

transesterificacin entre dimetil tereftalato y etilenglicol o por

esterificacin directa del cido tereftlico:

Reacciones qumicas correspondientes para la sntesis del ster

monomrico:

p- H3COOC- -COOCH3

tereftalato de dimetil

2CH

2OH- CH

2OH

2

etilenglicol

NaOR o

cido

p-HOCH2-CH2OOC-C6H4-COOCH2-CH2OH 2CH3OH

Ester monomrico

+

+

El segundo paso es la polimerizacin del monmero:

n ster monomrico260

C(n-

1) HOCH

2-CH

2OH

H - (OCH2

-CH2OOC-C

6H

4-CO-)n-OCH

2-CH

2OH

polietilen tereftlato

+

Polisteres cuyo uso est ms extendido en la industria textil, pueden

mencionarse el dacrn y el terital, que derivan del carbn y del

petrleo. A su resistencia aaden cualidades de indeformabilidad;

adems, no se arrugan.


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En la confeccin de gneros de punto se utilizan habitualmente fibras

acrlicas como el leacril, el draln o el orin, derivados del carbn, el

petrleo y el gas natural. Su propiedad fundamental es que son muy

ligeras.

El polister se endurece a la temperatura ambiente y es muy resistente

a la humedad, a los productos qumicos y a las fuerzas mecnicas.

Las resinas de polister (termoestables) son usadas como fibras, sus

propiedades son adecuadas para combinarse con algodn y lana dando

buena apariencia en telas tejidas como en trajes ligeros para hombres,

camisas de hombre, y vestidos y blusas para mujer y se usa en telas de

punto y algunos tejidos. Por su resistencia se usa para hilos de coser.

4.2.3 FIBRAS ACRILICAS

Son fibras elaboradas en donde la sustancia que forma la fibra es un

polmero sinttico que, cuando menos, contiene 85% en peso de

acrilonitrilo, cuya estructura es:

CH2 = CH - CN

El monmero de acrilonitrilo se descubri en 1893 y el polmero se

patent por primera vez en 1929. El polmero puro extremadamente

insoluble hasta que se descubri la dimetilformamida (CH3)2CONH2 .

Las fibras que estn compuestas por 10% de acrilonitrilo, tienen una

estructura interna compacta, muy orientada, lo que hace virtualmente

imposible el teido. Por lo tanto, la mayora de las fibras acrlicas se

fabrican como copolmeros, hasta por un 15% de aditivos que

producen una estructura ms abierta, lo cual permite que los tintes


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35

sean absorbidos por la fibra. Los aditivos proporcionan zonas

adecuadas para el teido y son catinicos para los tintes cidos y

aninicos para los tintes bsicos. Esto hace posible el proceso del

teido cruzado.

El zefrn es un polmero injertado. En este tipo de polimerizacin, el

aditivo no forma parte de la cadena molecular principal, sino que se

incorpora como cadenas laterales.

Los copolmeros acrlicos no son tan fuertes como los homopolmeros

o los acrlicos injertados. Puesto que el uso final de estas fibras es

principalmente para prendas de vestir y telas de uso domstico, esta

reduccin de la resistencia no es muy importante.

Propiedades

- Estticas

Los acrlicos son las ms semejantes a la lana. Las fibras para

alfombras parecen ser lana y los tejidos para beb parecen ser de lana,

pero son ms suaves y su cuidado es mucho ms simple. El jersey, el

challis y otras telas finas pueden reproducirse con fibras acrlicas. El

costo de las telas y de las prendas elaboradas con fibras acrlicas es

semejante a la lana de buena calidad, pero son especialmente

adecuadas para las personas alrgicas a la lana. Las primeras fibras

acrlicas producan frisas (pilling) y las prendas se estiraban y

abolsaban (en lugar de encoger, como la lana) pero dichos problemas

se solucionaron al utilizar estructuras adecuadas en los hilos y el

tejido.


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Los acrlicos pueden plancharse, tambin tienen la capacidad de

desarrollar un potencial de encogimiento latente y retenerlo

indefinidamente a temperatura ambiente.

- Durabilidad

Las fibras acrlicas no son tan durables como el nylon, el polister, o

las fibras de olefina, pero para prendas de vestir y usos domsticos su

resistencia es satisfactoria. El primer orlon se produjo en forma de

filamento con una resistencia casi tan buena como el nylon. La

resistencia de las acrlicas a los tintes y el alto costo de produccin

limit su uso en estos usos finales. Ms tarde se alcanz xito

utilizando fibras cortas de menor resistencia.

- Comodidad

Las fibras acrlicas son suaves y no alergnicas. Tienen una densidad

de 1.14-1.15 g/ cc, lo que lo hace mucho ms ligera que la lana. La

recuperacin de humedad varia de 1.30 a 3.0%. las fibras acrlicas de

gran volumen proporcionan calor en telas ligeras.

- Cuidado y conservacin

Las fibras acrlicas tienen buena resistencia a la mayora de los

productos qumicos, excepto a los lcalis fuertes y a los blanqueadores

a base de cloro. Los acrlicos pueden lavarse en seco; en algunas

prendas se pierde el acabado y la tela se sentir spera. Estas fibras

son resistentes a las polillas y hongos. Las fibras acrlicas tienen una

excelente resistencia a la luz solar. Las caractersticas de combustin

de las fibras acrlicas son similares a la de los acetatos. Las fibras se

reblandecen, se incendian y arden libremente, descomponindose para


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dejar un residuo negro y quebradizo. Despide un olor qumico

aromtico, muy distinto del olor a vinagre de los acetatos. La

diferencia en inflamabilidad de las fibras acrlicas y las modacrlicas

es resultado del alto contenido del acrilonitrilo en las acrlicas. Las

modacrlicas, donde el contenido de esta sustancia es mucho menor.

- Comparacin de la fibra acrlica con la lana. Durabilidad

Propiedades de la fibra ACRLICA LANA

Resistencia a la ruptura 2,0-3,5 g/ d seco1.8-3,5 g/ d hmedo 1,5

g/ d seco1.0 g/ d hmedo

Recuperacin elstica 92% 99%

Alargamiento antes de la ruptura 20% 25%

Resistencia a la abrasin Buena Regular


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V MATERIALES Y METODOS

Descripcin de la metodologa empleada para la extraccin de

colorantes a partir de la coronta de maz morado

El proceso de obtencin de colorante de zuros de maz morado

comenz con una la seleccin de la materia prima, con el fin de

eliminar partes daadas e impurezas; una vez limpia fue colocada en

una estufa a 45C durante 8 horas para evitar el crecimiento

microbiano; la trituracin se hizo manualmente hasta obtener

partculas moderadamente gruesas.

La extraccin del colorante se realiz por maceracin a temperatura

ambiente por 24 horas, en una solucin hidroalcohlica (etanol-agua

30:70), regulando el pH hasta 3 con cido clorhdrico concentrado y

una relacin solvente-zuros de 20:1 lt/kg. Se filtr a vaco con bomba

de succin sobre papel filtro Whatman N1; una vez filtrado se

procedi a concentrar en un rota evaporador a 45 C, a presin

reducida y 60 rpm.

El proceso de secado del extracto se lo hizo en la estufa a una

temperatura de secado de 60 C. Se seleccion este proceso de secadopor ser el mtodo ms fcil para deshidratar lquidos concentrados.

Finalmente se almacen con una humedad de 5.2%, en recipientes de

color mbar a temperatura ambiente en un lugar fresco y seco. Se debe

precisar que la cantidad de colorante extrado y concentrado se ha

realizado solamente para analizar las caractersticas de los colorantes

del maz morado.


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Descripcin de la metodologa empleada para los anlisis qumicos

cualitativos.

Para estudiar los tipos de colorantes extrados, se hicieron los

siguientes anlisis:

Evaluacin de las antocianinas por el espectro Visible y por espectro

IR.

En espectro Visible se obtuvieron un mximum alrededor de 537 nm

lo que corresponde a la presencia de flavonide. (ver Apndice).

El espectro IR muestra la existencia de grupos hidroxilo, grupos

alquilos, grupos carbonilo y anillos aromaticos por la presencia de

bandas a 3375, 3000, 1650 cm-1. Este espectro demuestra la presencia

de flavonide. (ver Apndice).

Descripcin de la metodologa empleada para el teido de fibras

de nylon, polister y fibras acrlicas.

El proceso de teido se realizo por dos mtodos:

Mtodo directo

Mtodo con mordentado previo


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Mtodo de teido directo

Este mtodo a su vez se realiza en dos alternativas:

El teido directo de las telas limpias y previamente humedecidas, se

realizo en solucin de colorante extrado del zuro del maz morado.

La relacin bao-fibra fue de 50:1; el pH de la bao de teido

escogido ha sido igual a 3.

La mezcla de colorante, telas se lleva a ebullicin y agitacin manual

por varios tiempos a temperatura de ebullicin empezando desde 30

hasta 90 minutos. No debe hervir a borbotones, sino suavemente.

Pasado el tiempo de teido, las telas se sacan del bao, se enjuagan,

y se dejan secar libremente en presencia del aire y del sol.

Posteriormente se sometieron las fibras teidas a un control de

calidad, en las que se evalu las solideces de las tinturas en fibras

textiles; bajo los criterios de seleccin de escala de grises y escala de

azules de las normas UNE 40-164-92 y AATCC 8-1996 3

respectivamente. Para la mxima solidez se le asigno el numero 5 o

numero 8 segn la tonalidad del color, y el nmero 1 la menor solidez

ver tabla n 5.1).


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Tabla 5.1. Criterios de seleccin

Criterio Mtodo Calificacin

Solidez del teido al frote en

seco y hmedo Escala de grises 1 5

Solidez del teido al aire libre Escala de azules 1 8

Fuente: Revista : Ciencia y Tecnologa Textil, mayo 2010:``TINCIN DE FIBRAS DE LANA UTILIZANDO COLORANTEEXTRADO DE MAZ MORADO (Zea mays L.)``Ordez Calva, Mabel Liliana Ordez Vivanco, Yadira FernandaRomero Benavides, Juan Carlos

El segundo mtodo de teido directo de las telas limpias y

previamente humedecidas, se realizo en bao de solucin de

colorante extrado de la coronta de maz. La relacin del baofibra

y el pH de la solucin de teido se mantiene igual a la prueba anterior,

pero se aade un electrolito (1 % cloruro de sodio).

La mezcla de colorante, sal y telas se lleva a ebullicin y agitacin por

30; 50; 70 y 90 minutos. No debe hervir a borbotones, sino

suavemente. Pasado el tiempo de teido, las telas se sacan del bao,

se enjuagan, y se dejan secar libremente en presencia del aire y del sol

y se pasan a la comparacin de la calidad del teido para cada tiempo

de teido.

Teido por el mtodo de pre mordentado

El mtodo de teido de las telas mordentadas previamente se realizo

en condiciones similares al teido directo. Sin embargo antes de

teido se realizo el mordentado de las telas con varias sales

mordientes.


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El objetivo de este mtodo consiste en cambiar los colores de los

teidos as como las tonalidades del mismo color. El color final

depende del tipo de la sal utilizada, as como del tipo de tela.

Las sales mordientes utilizadas: sulfato cprico; sulfato ferroso;

alumbre (sulfato de aluminio y sulfato de potasio); dicromato de

potasio.

Los porcentajes de mordentado se realizaron con una relacin bao-

fibra 50:1 con 25% de sulfato de aluminio y en presencia de 6 % de

tartrato cido de potasio.

Al utilizar el mordentado con las dems sales de mordientes (sulfato

cprico; sulfato ferroso y dicromato de potasio), la relacin bao-

fibra fue de 50:1 y 6 % de las sales mordientes.

El procedimiento de mordentado: Se introdujo la fibra sin teir en la

solucin que contiene el mordiente a ebullicin durante 30 minutos,

con agitacin manual constante. Se trabaj con fibras de polister,

nylon, fibras artificiales y lanas acrlicas.

Descripcin de la metodologa empleada para los anlisis de las

fibras teidas

Para analizar la calidad de los teidos obtenidos se evalu mediante la

determinacin de solideces al aire libre, al sol y al frote en seco y

hmedo, segn las normas UNE 40-164.92 y AATCC 8.


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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Equipos y materiales

Vasos de precipitados de 250ml

Mecheros

Baguetas

Sulfato cprico

Dicromato de potasio

Sulfato ferroso

Dicromato de potasio

Etanol

Cloruro de sodio

Agua desionizada

Telas de nylon

Lana acrlica

Telas de polyester

Telas de una mezcla de fibra de celulosa y nylon

Preparacin de las muestras de corontas de maz

El proceso de obtencin del colorante empez con la recoleccin de

corontas de maz, seleccin con el fin de eliminar partes daadas e

impurezas; una vez limpias fueron colocados en la estufa a 37 C

durante 48 horas para evitar el crecimiento microbiano. La trituracin

se hizo en una licuadora hasta obtener partculas moderadamente

gruesas y semifnas.


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Obtencin de colorante de la coronta de maz morado

La extraccin del colorante se realiz en dos medios, uno por

maceracin a temperatura ambiente por 24 horas en una solucin

hidroalcohlica (etanol al 95% - agua 30:70), regulando el pH hasta 3

con cido clorhdrico concentrado y una relacin solvente: corontas

15:1 ml/g. El otro mtodo de extraccin ha sido por ebullicin durante

30 minutos, del zuro de maz en agua desionizada en una relacin

zuro: agua 1:15 g/ml. Los dos extractos del colorante se filtraron bajo

vaco con una bomba de succin sobre papel filtro. Las soluciones

obtenidas se almacenaron en recipientes de color mbar a

temperaturas de 5C (en refrigeradora) por 48 horas hasta 1 semana

para evitar algn crecimiento bacteriano.

Preparacin de las telas para el teido

Las telas utilizadas han sido de fibras artificiales, telas de poliamidas,

(trozos de panty blancos), lana acrlica, telas de polister mezclado

con celulosa limpias y se han cortado en cuadrados de

aproximadamente 10 por 10 mm y tambin se han humedecido.

Procedimientos de teido realizados en laboratorio

Proceso de teido directo

El proceso de tincin directo de las lanas acrlicas, telas de poliamida,

telas de polister y telas de fibras artificiales .se realizo por dos

mtodos:


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Teido de las fibras en bao de colorante extrado por maceracin

de las corontas de maz con una mezcla de alcohol; agua (30:70)

por 24 horas, regulando el pH hasta 3.


por varios tiempos a temperatura de ebullicin por 30: 50: 70 y 90

minutos. No debe hervir a borbotones, sino suavemente. Pasado el

tiempo de teido, las telas se sacan del bao, se enjuagan, y se dejan

secar libremente en presencia del aire y del sol para el anlisis

posterior de solidez.

Otro mtodo de teido directo se realizo en un bao del colorante

extrado por ebullicin de las corontas de maz con agua

desionizada durante 30 minutos. No se cambio el pH del bao de

teido y se utilizo un electrolito (solucin al 1% del NaCl).

Proceso de teido con pre mordentado previo de las telas.

Este proceso se realiza en dos etapas:

Proceso de mordentado

Se realiz utilizando varias sales inorgnicas, que se incorporan a la

estructura molecular de las fibras con buen resultado para el teido

que se va a realizar posteriormente.

El mordentado de la primera porcin de masa de fibra sinttica se

realizo con alumbre (sulfato de aluminio y de potasio) y crmor

trtaro o tartrato acido de potasio en proporcin de 25% y 6%


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respectivamente con respecto al peso de la fibra. El crmor trtaro se

utiliza siempre en combinacin con otros mordientes como el

alumbre, sales de cromo o estao y tiene la propiedad de dar brillantes

y uniformidad al color.

Otro mordentado fue con sulfato cprico en proporcin de 6% en

base a las masas de cada porcin de muestra; es un cristal azul

turquesa, llamado tambin vitriolo azul. Da por si un tono verde a las

telas. Se recomienda utilizarlo al final del teido, con otros mordientes

para modificar el color. Es interesante utilizarlo para acentuar el verde

sobre tinte.

Tambin se realizaron intentos de mordentado con dicromato de

potasio en proporcin de 1,5 a 3% en base a las masas de cada

porcin de muestra; Muy sensible a la luz debe guardarse en frascos

oscuros, y durante el proceso de mordido se debe mantener el vaso

tapado y en un lugar oscuro. Un mordentado con dicromato de potasio

oscurece los colores.

El sulfato ferroso da color verde plido conocido tambin como

vitriolo verde. Apaga los colores, por lo cual se usa al final del

proceso de teido bien solo como mordiente sobre otros mordientes

para oscurecer los colores. Estos tienen buena resistencia al agua y

bastante buena resistencia a la luz. Un exceso de fierro deja sobre la

fibra un aspecto quebradizo y spero. Se utilizo en proporcin de 6%

y la fibra teido y seca presento un aspecto quebradizo, por lo cual se

aadi solamente en un porcentaje de 3% y combinado con crmor

trtaro.


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47

Procedimiento utilizado en laboratorio

En un vaso de 250 ml con 150 ml de agua desionizada se introduce

las sales previamente pesadas, se agita con una varilla de vidrio, a

continuacin se introduce los cortes de tela de nylon, polister, as

como cortes de fibra acrlica hilada, previamente lavadas y

humedecidas. Se calienta la mezcla de fibras y la solucin de sales

hasta ebullicin, se agita continuamente, teniendo en cuenta que no

hierva a borbotones. Se mantiene as durante 30 minutos, se saca las

telas y, sin enjuagarla se deja que escurra el exceso de agua.

Se puede proceder a su teido inmediatamente, pero tambin es

posible guardarla hmedas en una bolsa de tela o plstico por 2 a 3

das. Para evitar la contaminacin microbiolgica se guardan las telas

en refrigeradoras.

Proceso de teido de las telas previamente mordentadas

El proceso de tincin de las lanas acrlicas, telas de poliamida, telas

de polister y telas de fibras artificiales, se realizo por dos mtodos:

En primer mtodo se realizo el teido de las fibras en bao de

colorante extrado por maceracin de las corontas de maz con

una mezcla de alcohol; agua (30:70) por 24 horas, regulando el pH

hasta 3.





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48




El segundo mtodo de teido de las telas mordentadas se realizo

en un bao del colorante extrado por ebullicin de las corontas de

maz con agua desionizada durante 30 minutos.







No se cambio el pH del bao de teido y se utilizo un electrolito

(solucin al 1% del NaCl).

Determinacin de la calidad de teido sobre las fibras

La calidad del teido se determino, analizando las solideces de las

tinturas en fibras textiles; bajo los criterios de seleccin de escala de

grises y escala de azules de las normas UNE 40-164-92 para solidez

de los teidos a la intemperie y AATCC 8 1996 para la solidez de

las tinturas al frote en seco y hmedo. Para la mxima solidez se le

asigno el numero 5 o numero 8 segn la tonalidad del color, y el

nmero 1 la menor solidez (ver tabla n 4.1).


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49

En el teido directo, las telas de nylon mostraron buena solidez del

las tinturas a la intemperie. Los tratamientos que presentaron mejor

solidez de las tinturas al frote en seco y hmedo han sido a 99C, 50

minutos con 1% de NaCl con respecto a la tela y 50 % colorante

para los tejido de nylon; en el caso de la lana acrlica la tonalidad del

color ha sido muy disminuida y no presento solidez a la intemperie, y

las telas de polister no han presentado ningn tipo de fijacin del

colorante, por lo tanto no se analizo su solidez. Las fibras artificiales

de celulosa mezcladas con nylon han presentado buena solidez al frote

seco y hmedo, pero no a la intemperie.

En el caso del teido con pre mordentado previo se obtuvieron una

gama de colores muy interesantes y con una mejor solidez.


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50

VI DISCUSION

Los parmetros con lo que se trabajo durante el teido:

Fibras utilizadas: nylon; polister; lana acrlica; mezcla de fibra de

celulosa con nylon

Mtodo de teido:

- Directo sin electrolito;

- Directo con electrolito ( NaCl)

Mtodo de teido con mordentado previo con:

- Alumbre 25 % y tartrato acido de potasio 6 %

- Sulfato cprico, 6 %

- Sulfato ferroso, 3 %

- Dicromato de potasio, 6 %

Parmetros del teido:

- Temperatura de mordentado: 99C

- Temperatura de teido: 99C

- Tiempo de mordentado: 30 min.

- Tiempo de teido: 30; 50; 70 y 90 minutos

- pH de la solucin de teido: 3; 7


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51

RESULTADOS OBTENIDOS

1.- Se observa que el teido que fue realizado con el colorante

extrado con alcohol y a lo cual se le agrego HCl hasta obtener un pH=

3 de la solucin, a la muestra de tela que fue mordentada previamente

con alumbre y tartrato cido de potasio, el color morado violeta es de

mejor calidad y ms intenso en nitidez.

2.- El teido que fue realizado con alcohol y la muestra sin mordentar

su resultado no fue tan bueno.

3.- El teido con el colorante obtenido con agua y con la muestra

mordentada con sulfato cprico tuvo un color marrn y bastante

intenso en el teido de la media de fibra de nylon, pero la lana acrlica

y la tela de polister no tuvo tan buena acogida.

4.- El teido con el colorante obtenido con agua y con la muestra

mordentada con sulfato ferroso tuvo un color oscuro e intenso en el

teido de la media de fibra de nylon, pero la lana acrlica y la tela de

polister no tuvieron buena fijacin.

5.- El teido que fue realizado con el colorante que fue obtenido con

agua y con la tela sin mordentar tuvo una coloracin bastante mate, es

decir el color bastante opaco.

DETERMINACION DE SOLIDEZ

La calidad del teido se determino, analizando las solideces de las

tinturas en fibras textiles; bajo los criterios de seleccin de escala de

grises y escala de azules de las normas UNE 40-164-92 para solidez

de los teidos a la intemperie y AATCC 8 1996 para la solidez de


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las tinturas al frote en seco y hmedo. Para la mxima solidez se le

asigno el numero 5 o numero 8 segn la tonalidad del color, y el

nmero 1 la menor solidez (ver tabla n 4.1).

Solidez de las tinturas a la intemperie

En el teido con pre mordentado de las telas de nylon mostraron

buena solidez del las tinturas a la intemperie (se le asigna el nmero

3).

En el caso de la lana acrlica la tonalidad del color ha sido muy

disminuida y no presento solidez a la intemperie, mientras que las

telas de polister no han presentado ningn tipo de fijacin del

colorante, por lo tanto no se analizo su solidez.

Las fibras artificiales de celulosa mezcladas con nylon no han

presentado buena solidez a la intemperie.

En el caso del teido con pre mordentado previo se obtuvieron una

gama de colores muy interesantes y con una mejor solidez a la

intemperie. As, por ejemplo se han obtenido buena solidez a la

intemperie las fibras de nylon pre mordentadas con sulfato cprico.(

se le asigna el numero 4).

Solidez de las tinturas al frote seco y hmedo

Los teidos que presentaron mejor solidez de las tinturas al frote en

seco y hmedo han sido realizados a 99C por 50 minutos con 1%

de NaCl con respecto a la tela y 50 % colorante para los tejido de

nylon; Se le signo el nmero de solidez 5.

Las fibras artificiales de celulosa mezcladas con nylon han presentado


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buena solidez al frote seco y hmedo ( se le asigna el nmero 4).

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El teido de fibras sintticas con el colorante extrado de las corontas

de maz morado ha presentado limitaciones con respecto a las

solideces a la intemperie. Las solideces al frote tanto hmedo como

seco han sido buenos (el valor asignado es de 4), pero a la intemperie,

podemos decir que solamente en el caso de las telas de nylon pre

mordentadas con alumbre o sulfato cprico han presentado buena

solidez. En el caso de las fibras de polister no se pudo lograr un buen

teido, mientras que para la lana acrlica se obtuvo un teido inferior,

pero con una solidez regular al frote.

Las telas de nylon mezcladas con celulosa han presentado mejor

solidez al frote pero no a la intemperie.


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54

VII REFERENCIALES

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Engineering J. 14, 179-189 (2003)


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23 Gonzlez-Params, A. M.; Lopes da Silva, F.; Martn-Lpez, P.;

Macz-Pop, G.; Gonzlez-Manzano, S.; Alcalde-Eon, C.; Prez-

Alonso, J. J.; Escribano-Bailn, M.T.; Rivas-Gonzalo, J. C.; Santos-

Buelga, C. Flavanol-anthocyanin condensed pigments in plant

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Extraccin y uso de pigmentos del grano de maz (ZEA MAYS l.)

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Hernndez2 y Antonio Daz Velzquez2, 1 Laboratorio de Maz.

INIFAP. [email protected]. 2 Depto. de Ingeniera

Agroindustrial. Universidad Autnoma Chapingo. Chapingo, Mx.

CP 56230.

24. Investigacin titulada: TINCIN DE FIBRAS DE LANA

UTILIZANDO COLORANTE EXTRADO DE MAZ MORADO

(Zea mays L.)

Autores: Ordez Calva, Mabel Liliana; Ordez Vivanco, Yadira

Fernanda; Romero Benavides, Juan Carlos

Correo electrnico: [email protected]; [email protected];

[email protected]

25.- Teido con colorantes naturales sobre lana, Autor Dis. Textil

Laura Martnez INTI Textil

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Revert S.A. Barcelona, 1996

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Botanical Club Vol. 21, Lancaster, PA 20 de agosto N 8 Notes On

Maize, p. 1.
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28. Sources: Bulletin of the Torrey Botanical Club Vol. 21, Lancaster,

Coligado 1975, Salamini 1985, Poethig 1994, Paliwal 2000.

29. ANLISIS Y CARACTERIZACIN DE ANTOCIANINAS EN

DIFERENTES VARIEDADES DE MAZ (Zea mays) BOLIVIANO

Cuevas Montilla E.1, Antezana A.2 y Winterhalter P.1

-Institut fr Lebensmittelchemie, Technische Universitt

Braunschweig, Schleinitzstrasse 20, 38106 Braunschweig, Alemania

-Universidad Mayor San Simn Cochabamba, Sucre a Parque la

Torre, Cochabamba, Bolivia


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59

VIII. APENDICE

Los parmetros con lo que se trabajo durante el teido:________________________________________________Fibras utilizadas: nylon; polister; lana acrlica;

mezcla de fibra de celulosa con nylonMtodo de teido: directo; directo con electrolito de NaClMetodo de teido con mordentado previo con:- Alumbre 25 % y tartrato acido de potasio6 %- Sulfato cprico, 6 %- Sulfato ferroso, 3 %- Dicromato de potasio, 6 %

Temperatura de mordentado: 99CTemperatura de teido: 99CTiempo de mordentado: 30 min.

Tiempo de teido: 30; 50; 70 y 90 min.pH de la solucin de teido: 3----------------------------------------------------------------------Fuente : La autora

Datos de la fibra a teir

Tipo de tela Peso GFibraacrlica

2.07 2.12 2.5 3.0 3.5

Tela denylon

2.70 2.88 3.00 3.5 4.5

Tela denylon conCelulosa

2.34 2.45 2.80 3.09 3.5

Tela depolister

2.5 2.67 2.7 2.8 3.0

Fuente: La autora

Tipo y peso de los mordientes para las fibras acrlicas

ente: La autora


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60

Tipo y peso de los mordientes para las telas de nylon

Nombre del compuesto peso (g)______________________________________________________________Dicromato de potasio 0.16 0.17 0.18 0.21 0.27Sulfato ferroso 0.16 0.17 0.18 0.21 0.27Alumbre 0.67 0.61 0.70 0.88 1.12Tartrato c.de potasio 0.16 0.17 0.18 0.21 0.27Sulfato cprico 0.16 0.17 0.18 0.21 0.27

Fuente: La autora

Tipo y peso de los mordientes para las telas de nylon mezcladas con celulosaNombre del compuesto peso (g)______________________________________________________________Dicromato de potasio 0.14 0.15 0.17 0.21 0.27Sulfato ferroso 0.14 0.15 0.17 0.21 0.27Alumbre 0.58 0.61 0.75 0.88 1.12Tartrato c.de potasio 0.14 0.15 0.17 0.21 0.27Sulfato cprico 0.14 0.15 0.17 0.21 0.27

Fuente: La autora

Tipo y peso de los mordientes para las telas de polister


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61

Nombre del compuesto peso (g)______________________________________________________________Dicromato de potasio 0.15 0.16 0.16 0.17 0.18Sulfato ferroso 0.15 0.16 0.16 0.17 0.18Alumbre 0.63 0.67 0.67 0.70 0.75

Tartrato c.de potasio 0.15 0.16 0.16 0.17 0.18Sulfato cprico 0.15 0.16 0.16 0.17 0.18

Fuente: La autora

ESPECTRO VISIBLE DE LA ANTOCIANINA EXTRAIDA DEL MAIZ MORADO

500 550

nm

Espectro realizado en el ESPECTROFOTOMETRO UV-

VISIBLE VARIAN Model Cary 50

Fuente: La autora


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62

ESPECTRO I.R. FTIR DE LA ANTOCIANINA

EXTRAIDA DEL MAIZ MORADO

4500 CM-1

2000 650

Espectro obtenido en el Espectrofotmetro FTIR ( modelo IR

Prestige -21)

Fuente: la autora


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63

ANEXOS

N

H

O

O

N

H

N

O

H

O H

O

N

N

HO

puente H

puente H

puente H

Fig. 9.1 Estructura qumica de la fibra de nylon

Fig. 9.2 Nombres taxonmicos de algunos de especies de maz.

Zea alba Miller

Zea mays 'Alabama Coschatta'(Flint Corn)

Zea amylacea Sturtev.

Zea amylesaccharata Sturtev.

Zea calama choclo calameo

Zea canina S.Watson

Zea cryptosperma Bonaf.

Zea caragua Steud.

Zea curagua Molina


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64

Zea erythrolepis Bonaf.

Zea glumacea Larraaga

Zea indentata Sturtev.

Zea indurata Sturtev.

Zea japonica van Houtte

Zea macrosperma Klotzsch

Zea mucronata Poit. ex Vilm.

Zea perennis (Hitchc.) Reeves & Mangelsd.

Zea rostrata Bonaf.

Zea saccharata Sturtev.

Zea vaginata Sturtev.

Zea vittata Hort. ex Vilm.

Mays vulgaris Ser.

Mays zea Gaertn.

Thalysia mays Kuntze

Zea americana Mill.

Zea segetalis Salisb.

Zea tunicata (Sturtev.) L.H.Bailey

Zea vulgaris Mill.

Fuente: Wikipedia


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Fig. n 9.3 Crom

Fuente: ANLISI

EN DIFERENT

BOLIVIANO

Cuevas Montilla

11Institut fr

Braunschweig, Sc

38106 Braunsch

Cochabamba, Suc

tograma HSCCC de maz morado a 520

S Y CARACTERIZACIN DE ANTOCIA

ES VARIEDADES DE MAZ (Zea

.1, Antezana A.2 y Winterhalter P.

Lebensmittelchemie, Technische Uni

leinitzstrasse 20,

eig, Alemania 2.Universidad Mayor San

re a Parque la Torre, Cochabamba, Bolivia

m.

NINAS

mays)

versitt

Simn


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Fig. N 9.4 Esq

Fuente: ANLISI

EN DIFERENT

BOLIVIANO

Cuevas Montilla

11Institut frBraunschweig, Sc

ema de fraccionamiento de las antocianin

maz morado

S Y CARACTERIZACIN DE ANTOCIA

ES VARIEDADES DE MAZ (Zea

.1, Antezana A.2 y Winterhalter P.

Lebensmittelchemie, Technische Un leinitzstrasse 20,

as del

NINAS

mays)

versitt


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38106 Braunschweig, Alemania 2.Universidad Mayor San Simn

Cochabamba, Sucre a Parque la Torre, Cochabamba, Bolivia

Teñido de Fibras Sinteticas Utilizando Colorante Extraído

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