Materiais celulósicos: isolamento de nanocristais a partir da biomassa de café e funcionalização de membranas para remoção de contaminantes em águas residuais

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Paulino, Graziela dos Santos
• Orientador(a): Mendes, Tiago Antônio de Oliveira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Programa de Pós-Graduação: Bioquímica Aplicada
• Área do conhecimento CNPq: Bioquímica Aplicada
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/32055; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2023.777

Esta tese é apresentada em forma de artigo e divide-se em dois capítulos distintos. Assim sendo, são apresentados neste trabalho na secção “resumo” dois resumos de artigos, cada resumo refere-se a um artigo em específico desta tese. Grãos de café de baixa qualidade como nova fonte de biomassa de nanocristais de celulose: extração e aplicação em embalagens. Resíduos vegetais gerados a partir de processos industriais ou agroindustriais podem resultar em produtos de alto valor agregado. Devido à presença de compostos funcionais com grande potencial tecnológico, como celulose, lignina, hemicelulose, metabólitos secundários, entre outros. Além disso, o reaproveitamento da biomassa contribui para a criação de alternativas verdes para o descarte do grande volume de biomassa gerado. Neste trabalho, foram extraídos nanocristais de celulose a partir de grãos de café arábica de baixa qualidade descartados durante o processamento de grãos de café na agroindústria. Os grãos de café arábica foram coletados, higienizados, triturados, clarificados por tratamento alcalino e submetidos à hidrólise ácida com ácido sulfúrico 65% m/v. Os nanocristais de celulose extraídos apresentaram formato de agulha, com altura e comprimento médios de 7,27 nm e 221,34 nm, respectivamente. Esses nanocristais mostraram-se estáveis em meio aquoso em pH 7 e 8, com um potencial elétrico de 22,5 mV e 20,5 mV, nessa ordem. O seu índice de cristalinidade foi de 67,75% e a sua taxa de degradação térmica de apenas 8%. Por fim, os nanocristais de celulose de café produzidos neste trabalho foram adicionados a matriz polimérica de metil celulose para avaliar sua capacidade como agente de fortalecimento térmico. Os resultados demonstraram que a presença de nanocristais de celulose de café não afetou significativamente a resistência à degradação térmica dos filmes produzidos. No entanto, foram capazes de diminuir o teor de umidade desses filmes, não afetou o grau de transparência dos mesmos, e ainda, agiram como barreira de proteção contra a luz ultravioleta. Palavras-chave: nanocristais de celulose, café, reaproveitamento de resíduos, cristalinidade, hidrólise ácida, bioplásticos, metil-celulose. Otimizando a eficiência da remoção de material genético de SARS-CoV-2 de águas residuais sintéticas usando UVC e membranas de celulose derivadas. Os SARS-CoV-2 são transmitidos principalmente por gotículas respiratórias e partículas de aerossóis. No entanto, como para outros CoVs, esse vírus também pode ser eliminado de pacientes sintomáticos ou assintomáticos por meio das fezes, uma excreção comumente descartada em águas residuais. Assim, neste trabalho foi avaliada a capacidade de remoção de material genético SARS-CoV-2 de efluentes sintéticos usando um protótipo de baixo custo contendo uma membrana de celulose funcionalizada com grupos alquilamônia e alquilamina acoplada à luz UVC. O protótipo utilizado mostra que um curto tempo de exposição ao UVC (5 min) já é possível degradar mais de 60% do gene N-SARS-CoV-2. Além disso, observamos uma remoção de aproximadamente 100% do material genético avaliado quando a membrana de celulose foi derivatizada com QASN+(CH2)3. Portanto, esse protótipo pode ser utilizado tanto para a remoção de material genético de microrganismos patogênicos, quanto para a retirada dos próprios microorganismos patogênicos viáveis, de águas residuárias. Especialmente, em áreas onde o saneamento básico é deficiente ou inexistente, além disso, sua aplicação em efluentes hospitalares pode minimizar o risco de contaminação em épocas de surtos epidêmicos, garantindo a segurança da população. Palavras-chaves: membrana de celulose, Covid, tratamento de efluente, UV, aminas quaternárias.