Desenvolvimento de bandejas biodegradáveis de amido de mandioca, fibras do bagaço de cana-de-açúcar e nanoargilas pelo processo de termoformagem

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dc.contributor.advisorOliveira, Suzana Mali de [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorVercelheze, Ana Elisa Stefanipt_BR
dc.contributor.bancaOliveira, André Luiz Martinez dept_BR
dc.contributor.bancaMüller, Carmen Maria Oliveirapt_BR
dc.contributor.coadvisorYamashita, Fábio [Coorientador]pt_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T14:02:25Z
dc.date.available2024-05-01T14:02:25Z
dc.date.created2011.00pt_BR
dc.date.defesa23.03.2011pt_BR
dc.description.abstractResumo: O desenvolvimento de embalagens biodegradáveis a partir de recursos renováveis tem se apresentado como uma alternativa para a redução do impacto ambiental provocado pelos polímeros derivados do petróleo O amido de mandioca é um dos materiais mais promissores para este fim, pois apresenta baixo custo e abundância No entanto, a produção de embalagens composta exclusivamente de amido não é viável, pelo fato de serem quebradiças e sensíveis ao contato com a água Dentre as alternativas para obtenção de produtos com melhores propriedades físico-químicas estão a adição de cargas minerais nanométricas ou, ainda, de fibras celulósicas, produzindo materiais conhecidos como compósitos Logo, o presente trabalho teve como objetivos desenvolver bandejas biodegradáveis de amido de mandioca, fibras do bagaço de cana-de-açúcar e nanoargilas e caracterizá-las em termos das suas propriedades físico-químicas, mecânicas, microestrutura, biodegradação e fotodegradação As bandejas foram obtidas pelo processo de termoformagem em um prensa hidráulica acoplada a um molde fechado e aquecido a 13°C, sob pressão de 1 bars Foram estudadas diferentes concentrações de amido (75 - 1 g/1 g formulação), fibras do bagaço da cana-de-açúcar ( - 2 g/1 g formulação) e nanoargilas- Closite Na® ( - 5, g/1 g formulação), a fim de obter um material com melhores propriedades funcionais As bandejas produzidas apresentaram espessuras entre 2,7 e 2,37 mm e densidade entre ,1941 a ,2966 g/cm3 Tanto a adição das fibras quanto da nanoargila levou ao decréscimo da densidade A introdução de fibras melhorou a resistência máxima a tração (RMT) das amostras, que variou de 11,39 MPa nas contendo somente amido a 5,74 MPa nas contendo 2g de fibras/1 g formulação, sob 6 % de umidade relativa (UR) Pôde ser observado pelas isotermas de sorção que o aumento da umidade de equilíbrio das amostras foi mais acentuado quando estas foram armazenadas sob umidade relativa acima de 75 % Quando estes materiais foram imersos em água, a adição de fibras nas formulações aumentou a capacidade de absorção de água em mais de 5 % Na análise de difração de raios-X os picos referentes à nanoargila (2? = 7,1o) não foram observados nos difratogramas das bandejas, sugerindo que houve uma boa dispersão da nanoargila na matriz polimérica, com formação de uma estrutura esfoliada Paralelamente, foi avaliada a estabilidade das bandejas quanto à foto-degradação por meio de exposição à luz UV, e a amostra produzida com os máximos de fibras e nanoargilas (2 g fibras e 5g nanoargilas/1 g de formulação) apresentou 91 % de perda da RMT em 336 horas A perda de massa das bandejas foi determinada através de ensaios de biodegradação em solo argiloso, e as amostras Controle 1 (amido) e F2 (2 g fibras/1 g sólidos) apresentaram maior porcentagem de perda de massa, 85,5 e 82,7 %, respectivamente Assim, as bandejas desenvolvidas nesse trabalho representam uma alternativa futura para o acondicionamento de alimentos secospt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: The development of biodegradable packaging from renewable resources has been presenting an alternative to reduce the environmental impact of the polymers derived from petroleum The cassava starch is one of the most promising materials for this purpose as it offers low cost and abundance However, the production of packaging made up exclusively of starch is not viable because they are brittle and sensitive to moisture Among the alternatives to obtain products with better physical and chemical properties, are the additions of nanometric mineral fillers, or even cellulosic fibers, producing materials known as composites Therefore, this study aimed to develop biodegradable trays of cassava starch, sugarcane bagasse fiber, and nanoclays and to characterize it in terms of physico-chemical, mechanical, microstructure, biodegradation and photodegradation The trays were obtained by the thermoforming process in a hydraulic press coupled to a closed mold and heated to 13 ° C under a pressure of 1 bars We studied different starch concentrations (75 - 1 g/ 1 g formulation), sugarcane bagasse fiber ( - 2 g/1 g formulation) and nanoclays - Closite Na® ( - 5 g/ 1 g formulation) in order to obtain a material with the best functional properties Were studied of the trays had thicknesses varied from up to 2,7 to 2,37 mm and density from up to ,1941 to ,2966 g/cm3 Both the addition of fibers as the nanoclay led to a decrease in the density The introduction of fibers improved the tensile strengths of the samples, which ranged from 11,39 MPa in the trays containing only starch to 5,74 Mpa in the formulations containing 2 g of fibers, fewer than 6 % of relative humidity As observed in the water sorption isotherms, the increase in the equilibrium moisture was more pronounced when the samples were stored in RH above 75 % When these materials were immersed in water, the addition of fibers on the formulations increased the water absorption capacity of the material in more than 5 % In the of X-ray diffraction analysis, the peaks related to the nanoclay (2 ? = 7,1o) were not observed in XRD patterns of the trays, suggesting a good dispersion of the nanoclay in the polymer matrix, forming an exfoliated structure The evaluation of the trays stability to the photo-degradation by UV exposure showed that sample produced with the maximum amouts of fiber and nanoclay tested (2 g fiber and 5 g nanoclay/ 1 g formulation) had lost the tensile strength in 91 % Biodegradation test were performed in a clay soil to determined the loss of trays mass and Control 1 (starch) and F2 (2 g the fiber/1 g formulation) had higher percentages of weight loss, 85,5 and 82,7 %, respectively Thus, the trays developed in this study represent a future alternative for the packaging of dried foodspt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/12781
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameBiotecnologiapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-graduação em Biotecnologiapt_BR
dc.subjectPlásticos nas embalagenspt_BR
dc.subjectAlimentospt_BR
dc.subjectEmbalagenspt_BR
dc.subjectRevestimentos para comestíveispt_BR
dc.subjectBiopolímerospt_BR
dc.subjectPlastics in packagingpt_BR
dc.subjectPackagingpt_BR
dc.subjectEdible coatingspt_BR
dc.subjectBiopolymerspt_BR
dc.subjectPackagingpt_BR
dc.subjectStarchpt_BR
dc.subjectFoodpt_BR
dc.titleDesenvolvimento de bandejas biodegradáveis de amido de mandioca, fibras do bagaço de cana-de-açúcar e nanoargilas pelo processo de termoformagempt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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