CIDO POLILCTICO (PLA)El cido polilctico (PLA), es un biopolmero termoplstico cuya molcula precursora es el cido lctico. Debido a su biodegradabilidad, propiedades de barrera y biocompatibilidad, ste biopolmero ha encontrado numerosas aplicaciones ya que presenta un amplio rango inusual de propiedades, desde el estado amorfo hasta el estado cristalino; propiedades que pueden lograrse manipulando las mezclas entre los ismeros D(-) y L(+), los pesos moleculares y la copolimerizacin.

cido polilcticoEl cido lctico es utilizado ampliamente en la industria alimenticia, qumica, farmacutica, del plstico, textil, la agricultura, la alimentacin animal, entre otros; sin embargo, la aplicacin ms interesante del cido lctico radica en la posibilidad que ofrece de producir cido polilctico (PLA).El cido lctico, cido 2-hidroxipropanoico, es el cido carboxlico ms simple con un tomo de carbono asimtrico. Puede producirse por fermentacin anaerbica de substratos orgnicos, con microorganismos como hongos y bacterias. El cido lctico obtenido de la fermentacin es pticamente activo, por lo que la produccin especfica de los istopos L (+) o D () puede determinarse utilizando un lactobacilo apropiado.

cido lctico con sus ismeros D y LObtencin de cido polilcticoLa obtencin ocurre generalmente en dos etapas consecutivas: la primera la sntesis del cido lctico y la segunda la polimerizacin.La obtencin del cido lctico ha sido ampliamente estudiada y desarrollada. El primer paso en el proceso es la extraccin del almidn de la biomasa. Industrialmente se utilizan como sustratos, sacarosa proveniente de azcar de caa y remolacha azucarera, lactosa proveniente de lactosuero, y dextrosa procedente de almidn hidrolizado. La sacarosa refinada y glucosa son los ms utilizados.Para la extraccin del almidn de productos no refinados se realiza un molido hmedo. El almidn obtenido se convierte en azcar por hidrlisis enzimtica o cida. Bacterias fermentan entonces el licor azucarado.Lactobacillus delbrueckiies el microorganismo utilizado en la produccin industrial, ya que tiene la ventaja de consumir eficientemente glucosa y ser termfilo con temperatura ptima de crecimiento en el rango de 45 a 62C, lo que reduce costos de enfriamiento y esterilizacin, as como riesgos de contaminacin microbiolgica en el fermentador.En el mtodo de obtencin comercial, al sustrato se le adiciona una fuente de vitaminas y de cofactores, se utiliza una mezcla de 10 a 15 % de glucosa, 10% CaCO3, cantidades menores de fosfato de amonio y extracto de levadura. El medio se inocula y se agita sin aireacin para optimizar la neutralizacin del cido formado. La fermentacin dura entre 2 a 4 das y se termina cuando todo el azcar es consumido, con el fin de facilitar la purificacin. Al final de la fermentacin el medio es ajustado a pH 10 y calentado para solubilizar el lactato de calcio y coagular protenas presentes. Posteriormente el medio se filtra para remover sustancias insolubles, as como biomasa. Despus de concentrar por evaporacin, el cido libre se obtiene por adicin de cido sulfrico seguido de filtracin para remover el sulfato de calcio formado.La conversin alcanza en general valores por encima del 95% en sustrato de carbohidratos. La fermentacin puede realizarse tanto en procesos batch como continuos. El cido lctico debe separarse del cultivo fermentable y purificarse antes de la polimerizacin en la mayora de los casos. Los procesos de purificacin ms comunes involucran neutralizacin con bases seguido por filtracin, concentracin y acidificacin.

Vas para la polimerizacin del cido polilcticoSe han desarrollado dos vas fundamentales para convertir el cido lctico en polmeros de alto peso molecular: el proceso indirecto va lctido, cuyo producto se denomina polilctido, y el proceso directo de polimerizacin por policondensacin, produciendo cido polilctico. Ambos productos son agrupados bajo la denominacin PLA.El primer camino, empleado por Cargill, es un proceso continuo utilizando polimerizacin por apertura de anillo (ROP por sus siglas en ingls) del lctido. La condensacin del cido lctico acuoso produce un prepolmero (oligomero) de bajo peso molecular. El prepolmero se depolimeriza incrementando la temperatura de policondensacin, reduciendo la presin y utilizando un catalizador organometlico, resultando en una mezcla de estreo ismeros de lctido. La mezcla de lctidos es purificada por destilacin al vaco, puesto que su composicin determina las propiedades del producto final. En el paso final, el polmero de alto peso molecular se produce por polimerizacin cataltica por apertura del anillo del dilctido. Los monmeros remanentes se remueven por vaco y se reciclan.En la segunda va, utilizada por Mitsui Chem, el cido lctico es policondensado directamente en polmeros de alto peso molecular, manipulando el equilibrio entre: cido lctico, agua y cido polilctico en un solvente orgnico.PropiedadesLas propiedades fsicas y mecnicas, farmacuticas y de reabsorcin dependen de la composicin del polmero, de su peso molecular y de su cristalinidad. La cristalinidad puede ajustarse desde un valor de 0% a 40% en forma de homopolmeros lineales o ramificados, y como copolimeros al azar o de bloque.La temperatura de procesamiento (Tg.) est entre 60 y 125C y depende de la proporcin de D o L cido lctico en el polmero. Sin embargo el PLA puede ser plastificado con su monmero o alternativamente con cido lctico oligomrico y esto permite disminuir Tg.El PLA tiene propiedades mecnicas en el mismo rango de los polmeros petroqumicos, a excepcin de una baja elongacin. Sin embargo esta propiedad puede ser afinada durante la polimerizacin (por copolimerizacin) o por modificaciones post polimerizacin (por ejemplo plastificantes).El PLA puede ser tan duro como el acrlico o tan blando como el polietileno, rgido como el poliestireno o flexible como un elastmero. Puede adems ser formulado para dar una variedad de resistencias. Las resinas de PLA pueden ser sometidas a esterilizacin con rayos gama y es estable cuando se expone a los rayos ultravioleta. Al PLA se le atribuyen tambin propiedades de inters como la suavidad, resistencia al rayado y al desgaste.AplicacionesLa aplicacin ms prometedora del PLA es en envases y empaques para alimentos y produccin de pelculas para la proteccin de cultivos en estadios primarios. Sin embargo, el alto crecimiento fngico en los materiales obtenidos de bases biodegradables es un factor negativo para el uso en alimentos. Por lo tanto los bioempaques son ms convenientes para alimentos con alta respiracin y de vida de almacenamiento corto como vegetales, y para el empaque de algunos productos de panadera.En los tejidos vivos, el PLA se despolimeriza totalmente por hidrlisis qumica. Esta caracterstica hace que el PLA sea ampliamente utilizado para la produccin de hilo para sutura, implantes, cpsulas para la liberacin lenta de frmacos, prtesis, etc.Empresas productoras a nivel globalEmpresaUbicacinProducto comercial

Cargill LCCEE.UU.NatureWorks

MitsubishiJapnEcoloju

ChronopolEE.UU.Heplon

HycailHolandaHycail HM, LM

ToyotaJapnToyota Eco-Plastic

Purac BiomaterialsHolandaPurasorb*

DurectEE.UU.Lactel*

ShimadzuJapnLacty*

Total & GalacticBlgicaFuterro**

TreofanHolandaTreofan

Mitsui ChemJapnLacea

* Especialidades medicinales** En etapa de proyectoEl consumo de PLA en 2007 fue de alrededor de 60 mil toneladas y, hasta el momento, slo el 30% del cido lctico producido se utiliza para fabricar PLA. El productor ms importante es sin dudas el de NatureWorks (Nebraska, EEUU) con una capacidad de 140 mil ton/ao y precios de venta (por kilogramo) entre los 2,5 y los 5,5.[1]