Gelatina extraída de resíduo de couro curtido ao cromo por meio de hidrólise alcalina assistida por explosão a vapor e sua aplicação em filmes poliméricos aplicados na agroindústria

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Scopel, Bianca Santinon
• Orientador(a): Santana, Ruth Marlene Campomanes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Resíduos de couro; Gelatina; Filmes poliméricos; Agricultura
• Palavras-chave em Inglês: Leather waste; Gelatin; Polimeryc films; Agriculture
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212955

A hidrólise alcalina de resíduos de couro curtidos ao cromo (RCCC) é um processo que permite a extração de sua porção mais valiosa: a proteína. Entretanto, ele leva tradicionalmente de duas a dez horas para ser concluído. A explosão a vapor, por sua vez, é um processo rápido que pode ser empregado como auxiliar na abertura da estrutura fibrosa do RCCC. Neste trabalho, a hidrólise alcalina do RCCC foi realizada em reator de explosão a vapor com CaO como agente alcalinizante. No processo, três temperaturas e tempos de residência foram testados: 130, 140 e 150°C; 5, 10 e 15 min. A condição ótima de 140°C por 10 min na explosão a vapor resultou em rendimento de extração de 30% e gelatina em solução aquosa de concentração igual a 24,6 g/L e 39 kDa de massa molar. Quando comparado aos métodos tradicionais, a explosão a vapor em meio alcalino reduziu o tempo de processo em 12 a 36 vezes e o teor de cromo na gelatina em 16 a 96 vezes. A purificação da gelatina por diafiltração permitiu uma redução no teor de cinzas de 11,8% (b.s.) para 1,2% (b.s.) e o uso de sulfato de ferro II permitiu a completa redução do cromo VI residual da extração a cromo III. A gelatina purificada e concentrada foi então aplicada, em blenda com amido de milho, na produção de filmes poliméricos para uso agrícola. A fim de reduzir a hidrofilicidade e aumentar a resistência do filme quando aplicado, a gelatina foi reticulada com o uso de glutaraldeído na produção dos filmes. A reticulação aumentou a massa molar média da gelatina, mas dificultou a reorganização das cadeias de gelatina em uma estrutura de tripla hélice, reduzindo a cristalinidade dos filmes. O balanço dos efeitos de redução de cristalinidade e aumento da massa molar fez com que variações na resistência mecânica dos filmes não seguissem uma tendência clara em função dos níveis de reticulação, apresentando-se próximos dos valores obtidos para os filmes não reticulados. Além disso, obteve-se uma redução de até 53% na solubilidade e 69% no grau de inchamento de filmes reticulados. A aplicação dos filmes como fita de plantio foi então testada. A fita produzida com uma camada de filme de amido e gelatina de RCCC sem adição de glutaraldeído, com sementes coladas sobre a mesma, resultou na germinação de plantas com eficiência superior à obtida pelo uso de papel (matéria-prima comumente empregada na produção de fitas de plantio). Sendo assim, neste trabalho desenvolveu-se um processo inovador para extração de gelatina a partir de RCCC, e provou-se a viabilidade técnica de sua aplicação na produção de filmes poliméricos empregados na agricultura.