Produção de celulose microcristalina da casca de soja via extrusão reativa

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Merci, Aline
• Orientador(a): Oliveira, Suzana Mali de [Orientador]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Alimentos; Embalagens; Casca de soja; Indústria de celulose; Filmes biodegradáveis; Packaging; Soy hulls; Cellulose industry; Extrusion process; Biopolymers; Biodegradable films; Food
• Link de acesso: https://repositorio.uel.br/handle/123456789/14975

Resumo: A extrusão reativa pode ser empregada para modificação físico-química de materiais lignocelulósicos, tais como a casca de soja (CS), resíduo da produção do óleo de soja A extrusão reativa envolve o emprego de calor, pressão e atrito mecânico, na presença de reagentes químicos, com vantagem de não gerar efluentes Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram produzir celulose microcristalina (CMC) da casca de soja via extrusão reativa, propondo um processo simples e com reduzida geração de efluentes, assim como, caracterizar a CMC obtida quanto à sua composição em celulose, hemicelulose e lignina, morfologia, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), difração de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TGA), ressonância magnética nuclear (RMN) e capacidade de sorção de água A CS foi submetida ao processo de extrusão reativa em extrusora monorosca, empregando-se 4 diferentes tratamentos, de acordo com os reagentes usados, todas as vezes sob umidade de 32% A CS foi submetida à extrusão sem nenhum reagente (CSE), as amostras CSE-NaOH (9% m/m) e CSE-H2SO4 (2% m/m) foram preparadas em uma única etapa de extrusão, na presença de NaOH e H2SO4, respectivamente, e a CMC foi obtida após extrusão da CS na presença de NaOH, seguida da extrusão com H2SO4, em duas etapas Na amostra CSE foi possível observar uma pequena desestruturação morfológica da CS As amostras CSE-NaOH e CSE-H2SO4, que empregaram apenas um reagente, apresentaram uma maior desestruturação morfológica quando comparadas a CSE, e uma diminuição nas quantidades de hemicelulose e lignina verificadas através das análises de FT-IR e RMN Quando se aplicou o processo de extrusão reativa em duas etapas, com NaOH e H2SO4, em sequencia, foi obtido êxito para produção da CMC, que apresentou características morfológicas similares às descritas na literatura, na forma de fibras curtas e cilíndricas de celulose Observou-se um aumento do teor de celulose de 31,19% na CS para 83,78% na CMC, assim como o índice de cristalinidade, que foi de 33% na CS e de 7% na CMC, demonstrando que uma grande quantidade de material amorfo presente na CS foi retirado Observou-se, ainda, um aumento na estabilidade térmica na CMC, decréscimo da densidade e higroscopicidade quando comparada à CS A extrusão reativa se mostrou um método alternativo tão eficaz quanto os métodos convencionais para produção de CMC, com a vantagem se ser menos poluente, pois não gerou grandes quantidades de efluentes como nos métodos tradicionalmente usados A CS e a CMC foram empregadas em diferentes concentrações (, 2,5 e 5,% m/m) para a produção de filmes à base de amido de mandioca e glicerol (25-3% m/m) via extrusão Todas as formulações apresentaram boa processabilidade, ausência de bolhas e rachaduras, com maior destaque para os filmes com incorporação de CMC A amostra com adição de 2,5% de CS resultou em filmes com menor higroscopicidade e a incorporação de 2,5 % de CMC melhorou a flexibilidade e elongação dos filmes, e a adição de 5% de fibras (CS e CMC) levou à produção de filmes mais quebradiços e menos flexíveis