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Produção de Bioplástico a partir da Fécula de Mandioca

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by

Ana Cristina Mares

on 15 December 2014

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Transcript of Produção de Bioplástico a partir da Fécula de Mandioca

Introdução
Problema de Pesquisa
Metodologia
Objetivo
Transparente;
Desprenderam-se facilmente da superfície de secagem;
Adição de glicerina tornou-os maleáveis;
Certa resistência à tração;
Baixa resistência ao rasgamento e umidade.
Permeabilidade do Bioplástico
Período curto de tempo (em torno de 2 horas) o bioplástico entrou em um processo de solubilização em água, apresentando um aspecto turvo, textura mole e teve sua espessura diminuída
Plástico
Problema Ambiental
Bioplástico
Fácil processabilidade, baixo custo, leveza,
boa resistência mecânica, e durabilidade;
Compostos que não são degredados pela ação microbiana pelo comprimento excessivo de suas cadeias moleculares, sua absorção limitada de água e sua dureza;

Matéria-prima 100% renovável e que quando descartado em condições que favorecem o seu processo de decomposição, integra-se mais rápido à natureza.

Desenvolvimento de um bioplástico a partir de uma fonte alternativa, que agrida menos ao meio ambiente em relação aos plásticos sintéticos e que substitua o uso do petróleo, que é uma fonte não renovável, para a fabricação de plásticos.
Primeiras Propostas
Incineração
Reciclagem
Materiais
• Estufa (Modelo: 400 - 2 nd, Nova Ética);
• Balança analítica Mettler Toledo PG - 503 -S;
• Béquer 500 mL
• Béquer 50 mL
• Pipeta graduada 2 mL;
• Pipeta graduada 20 mL;
• Bastão de vidro;
• Espátula;
• Chapa de vidro;
• NaOH 0,1mol/L;
• Água destilada;
• Cera de Carnaúba;
• Balão Volumétrico.

• Fécula de mandioca;
• HCL 0,1 mol/L;
• Glicerina;
• Papel Indicador;
• Chapa elétrica;
Resultados e Discussão
Procedimento
Experimental
Permeabilidade do Bioplástico
Avaliação do Bioplástico Obtido com Adição de Cera de Carnaúba
A grande maioria dos plásticos obtidos a partir de carboidratos e proteínas apresentam forte interação com a água
Como tentativa de melhor a permeabilidade do filme polimérico obtido, adicionou-se ao seu preparo cera de carnaúba
Bioplástico Obtido
Avaliação do Bioplástico Obtido com Adição de Cera de Carnaúba
Perdeu característica plásticas;
Ressecado;
Sem flexibilidade;
Apresentou cor característica da cera, perdendo assim sua transparência.
Conclusão
Importância do desenvolvimento de biopolímeros obtidos a partir de fontes renováveis e biodegradáveis;

Poupa o uso do recurso fóssil (petróleo), tornando o processo de obtenção do plástico mais sustentável e menos impactante ao meio ambiente;

Um produto com características plásticas que, com adequado estudo e tratamento, possa vir a se tornar uma opção viável para a produção de embalagens plásticas.
Alto valor calorífico;
Alto Custo;
Libera dioxinas e furanos.

Economicamente inviável;
Contaminação;
Modificação das propriedades.

Plásticos
2
Termo geral que significa “capaz de ser moldado”;
Origem: Polimerização;
Matérias-primas: petróleo, gás natural, madeira, carvão e CO ;
Propriedades: caráter químico inerte; custo de produção; excelente impermeabilidade à água, flexibilidade para permitir deformação sob pressão, boa resistência química à temperatura ambiente, leveza e baixas temperaturas de processamento.
Bioplásticos
Exemplos de utilização: na agricultura, em embalagens de alimentos e na medicina.
Plástico biodegradável, produzido por um biopolímero;
Propriedades: físicas e químicas semelhantes às do plástico comum;
Devem ser utilizados quando proporcionar vantagens para um determinado produto;
Embalagens biodegradáveis feito à base de amido.
Fonte: Embrapa.
Biofilmes
Vantagens
x Desvantagens
Utilização do amido na obtenção de filmes: propriedades físicas, químicas e funcionais da amilose para formar géis e no seu desempenho para formar filmes.
Materiais finos e flexíveis produzidos a partir de biopolímeros, sendo os polissacarídeos e as proteínas os mais utilizados;
Podem ser filmes comestíveis ou não e atuar como revestimentos de alimentos;
Por Que o Amido?
Quando biodegradado ou incinerado este material libera CO para a atmosfera.
Abundante na natureza;
Caráter renovável;
Custo relativamente baixo;
Poder de ser convertido química, física e biologicamente em compostos úteis à indústria;
Desenvolvimento de produtos recicláveis;
Biofilmes à Base de Amido
Biofilmes: Fécula de Mandioca
2
Futuros Projetos
Adição de fibras vegetais ou de outros materiais empregados na fabricação de papel, como alternativa para tornar o plástico mais resistente
Realização de testes com diferentes plastificantes é uma opção a ser estudada para a melhoria das características mecânicas dos filmes de amido
Adição de sorbatos ao biofilme de amido de mandioca plastificado com glicerol, para aumentar a resistência à tração
Adição lipídios a esses polímeros para melhorar a permeabilidade desse material
Agradecimentos
Produção do Bioplásticos
Quando o grão do amido é exposto ao mesmo tempo a uma determinada umidade e temperatura, as ligações entre as micelas cristalinas se rompem e formam um fluido viscoelástico de amilose e amilopectina.
Ao inserir o HCl na solução de amido o cloro presente no HCl, vai substituir uma molécula de oxigênio da cadeia do termoplástico, quebrando a molécula de amilopectina, formando a amilose e liberando OH- .
O filme polimérico de amido por si só é bastante frágil, necessitando de um plasticizante para torna-las flexíveis.
Além disso a temperatura de decomposição do amido é menor que a temperatura de fusão e transição vítrea, fazendo-se necessário adicionar um agente plastificante para que o seu ponto de fusão e o de transição vítrea diminuam.
Após a gelatinização as moléculas da amilose tendem a se orientar paralelamente, e aproximam-se formando pontes de hidrogênio intermoleculares; esse processo é conhecido como retrogradação do amido. Essa retrogradação resulta na redução do volume, aumento da firmeza do gel e na redução da afinidade do polímero pela água.

Neutralizar o sistema, e cancelar a ação do HCl sob sistema, possibilitando a retrogradação do amido.
Pra começo de conversa...
O processo de plastificação ou desestruturação do amido consiste na destruição da estrutura organizada do grânulo do amido. Esta plastificação se dá pelo do método
casting
, que é a solubilização do amido em um solvente e a aplicação sobre um suporte para evaporação desse solvente e consequente formação de uma matriz contínua que dá origem aos filmes.
Sabendo que...
O amido é praticamente insolúvel em água fria, devido aos enlaces das pontes de hidrogênio existentes entre a amilopectina e as cadeias lineares de amilose.
Por Que aquecer?
Por Que adicionar glicerina?
Por Que adicionar NaOH?
Por Que adicionar HCl?
Por fim...
Produção de Bioplástico a partir da Fécula de Mandioca
Curso: Engenharia Química
Autoras:
Orientadora: Cristina F. Miranda
Ana Cristina B. Mares Gil
Bianca Fernandes Melo

Obtenção do Bioplástico
Pesagem da fécula;
Dissoulução da fécula em água;
Adição de HCl;
Adição de glicerina;
Adição de NaOH;
Secagem.
Ao corpo docente do UNIBH, nossos mestres, pelos ensinamentos necessários à realização do projeto. À nossa orientadora Cristina Fantini Miranda e à nossa CoOrientadora, Magali Maria de Araújo Barroso, pelas orientações, apoio e incentivo. E a todos aqueles que contribuíram de alguma forma, para a realização deste trabalho.
Referências
CANEVAROLO, S. V. Ciência dos Polímeros. 1° Ed. São Carlos: Artliber, 2004.

CANGEMI, J.M; SANTOS, A.M.; CLARO NETO, S. Biodegradação: uma alternativa para minimizar os impactos decorrentes dos resíduos plásticos. Revistas Química Nova na Escola, 22ª edição, 2005 – p. 17 – 21.

EMBRAPA, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Disponível em: <http://www.cnpmf.embrapa.br/mandioca.htm>. Acesso em: 28/05/2014.

FAKHOURI, M. F. Bioplásticos Flexíveis e Biodegradáveis à Base de Amido e Gelatina. Tese de doutorado apresentada ao curso Tecnologia de Alimentos da Faculdade de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Campinas. Campinas, 2009.

RÓZ, L. A. Preparação e Caracterização de Amidos Termoplásticos. Tese (Doutorado em Ciências e Engenharia de Materiais) – Interunidades em Ciencias e Engenharia de Materiais, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2004.

SANTANA, Marylin Cipollini; CENTRO PAULA SOUZA, Faculdade de Tecnologia da Zona Leste. Impacto ambiental causado pelo descarte de embalagens plásticas - Gerenciamentos e riscos, Monografia (Tecnólogo), 2009.

SNYDER, C. H. The extraordinary chemistry of ordinary things. 2ª ed. Nova Iorque: John Wiley & Sons, p. 558-562, 1995.

TELLES, R. M; SARAN, M. L; TREVISOLLI, U. H. S. Produção, Propriedades e Aplicações de Bioplástico Obtido a Partir da Cana-de-Açúcar. Faculdade de Tecnologia de Jaboticabal – FATEC-JB. Jaboticabal, v. 2, n. 1, p. 52-63, 2011.
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