La producción de PLA empieza por la preparación de la materia prima para la fermentación, este paso es el más determinante del rendimiento de producción total de la plata.
La utilización del Lactobacillus Delbrueckii como principal organismo de fermentación gracias a sus características lo vuelve ideal para la producción.
4.9.1 Fermentación.
LA materia prima se somete a retirarle las impurezas y se lava para desinfectar la materia prima para luego ser sometida al proceso de molienda donde se obtendrá una masa uniforme la materia prima para luego ser desecada en camino al biorreactor el cual es complementado con una fuente de vitaminas y de cofactores, se utiliza una mezcla de 10 a 15% de glucosa, manteniendo el pH de 5 a 6 de forma que la fermentación se lleve a cabo en condiciones óptimas, para luego ser inoculado y se agita sin de forma neumática para evitar que el microorganismo sufra daño y tenga mayor rendimiento por un rango de 48 a 96 horas.
Se utiliza carbonato de calcio, el medio es calentado para solubilizar el lactato de calcio y coagular proteínas presentes.
Posteriormente el medio lleva al área de sedimentado para eliminar biomasa no transformada o de otro tipo. Y ser sometida a una síntesis química donde el ácido láctico es sometido a cambio, dos moléculas de ácido láctico se someten a una esterificación simple y luego catalíticamente se cicla para hacer un éster de dilactato cíclico. A pesar de que la dimerización también genera agua, puede ser separada antes de la polimerización debido a una caída significativa en la polaridad. El PLA de alto peso molecular se produce a partir del éster de dilactato por polimerización por apertura de anillo usando por lo general un octoato de estaño como catalizador. Este mecanismo no genera agua adicional, por lo tanto, una amplia gama de pesos moleculares puede obtenerse.
Por último es separado y empacado para su venta a la industria que lo requiera, todo el material que no fue transformado es recirculado al reactor de síntesis El proceso se divide en los siguientes procesos.
4.9.2 Preparación
En la preparación se preara la materia prima antes de ser colocada en el fermentador, donde el grano de maíz es limpiado por cribado limpiando de impurezas de tamaño moderado / grande, después es puesto en una lavadora para eliminar residuos, impureza y suciedad, en el grano.
El grano limpio se somete a un molino para crear una pasta homogénea y fácil de procesar, luego esta es hidrolizada con alfa-amilasa, este proceso acelera la fermentación de 30 a 40 días a solo 4 días, esto brinda el máximo rendimiento a nuestro Lactobacillus Delbrueckii.
4.9.3 Fermentación
Lactobacillus delbrueckii es el microorganismo utilizado en la producción industrial, ya que tiene la ventaja de consumir eficientemente glucosa y ser termófilo con temperatura óptima de crecimiento en el rango de 45 a 62ºC, lo que reduce costos de enfriamiento y esterilización, así como riesgos de contaminación microbiológica en el fermentador. En el método de obtención comercial, al sustrato se le adiciona una fuente de vitaminas y de cofactores, se utiliza una mezcla de 10 a 15 % de glucosa, 10% CaCO menores de fosfato de amonio y extracto de levadura. El medio se inocula y se agita sin aireación para optimizar la neutralización del ácido formado. La fermentación dura entre 2 a 4 días y se termina cuando todo el azúcar es consumido, con el fin de facilitar la purificación. Al final de la fermentación el medio es ajustado a pH 10y calentado para solubilizar el lactato de calcio y coagular proteínas presentes. Posteriormente el medio se filtra para remover sustancias insolubles, así como biomasa. Después de concentrar por evaporación, el ácido libre se obtiene por adición de ácidos ulfúrico seguido de filtración para remover el sulfato de calcio formado. La conversión alcanza en general valores por encima del 95% en sustrato decarbohidratos. La fermentación puede realizarse tanto en procesos batch como continuos. El ácido láctico debe separarse del cultivo fermentable y purificarse antes de la polimerización en la mayoría de los casos.
4.9.4 Transformación
Una vez obtenido el ácido láctico del fermentador la purificación más común involucran neutralización con bases seguido por filtración, concentración y acidificación, el residuo está compuesto de lo que no fermento rico en fibra principalmente. Luego se utiliza el proceso desarrollado por Cargil Dow LLC es continuo y barato para la producción de polímeros a base de ácido láctico. El proceso comienza con una reacción de condensación continua del ácido láctico en medio acuoso para producir un prepolímero de bajo peso molecular. Luego el prepolímero se convierte en una mezcla de estereoisómeros del láctico mediante una catálisis de estaño permitiendo una reacción intramolecular de ciclización más selectiva. La mezcla de láctico es entonces purificada mediante una destilación en vacío. Finalmente, el PLA de alto peso molecular se forma a partir del método ROP en presencia del catalizador de estaño. Este sistema elimina el uso costoso y contaminante de disolventes.
Es separada por medio de un filtrado esto brinda la posibilidad de separar todo lo que reacciono para su procesamiento y recircular aquello que no para someterlo de nuevo al proceso.
4.9.5 Distribución
Una vez obtenida el PLA tenemos 2 tipos de bioplástico uno procesado directamente al 100% PLA o uno con una proporción del 30% combinado principalmente con PET reciclado. Se somete a un extrusión y soplado de botellas, produciendo diferentes