EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Travalini, Ana Paula
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
Texto Completo: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/636
Resumo: Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a crop with high production yields in Brazil, and with processing, it generates large amounts of a high-moist solid byproduct that is of difficult destination. This byproduct known as bagasse or massa by the cassava starch producers shows high levels of starch and fiber. Thus, the aim of this study was to extract, characterize and modify the fiber cassava bagasse (FBM) for applying in composites, besides getting nanocrystalline cellulose. In order to remove residual starch form the pulp an enzymatic hydrolysis was carried out, leaving only the cassava fiber, i.e., cellulose, hemicellulose and lignin. Selected analyses were performed to confirm complete removal of starch such as high performance liquid chromatography (HPLC), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) and color analysis. To incorporate the fiber in a polymeric matrix, we carried out a chemical modification by acetylation of the fibers, making them more hydrophobic, facilitating achievement of composites. After modification, mid-infrared spectroscopic analysis (FTIR) was performed to verify the substitution of hydroxyl groups. The composite (5, 10 and 20 % fiber) were obtained in a twin screw extruder, followed by injection. The test pieces were submitted to tensile test and flexure, SEM, DSC and color analysis, and they presented homogeneous mixture. The nanocrystalline cellulose (NCC) was developed from three bleaching stages of fiber for higher removal of lignin, followed by acid hydrolysis, dialysis and centrifugation, and subsequent analyses were performed in zeta potential to verify size reduction of cellulose particles, and morphological analysis (SEM). The NCC obtained from FBM was compared with NCC obtained from microcrystalline cellulose (MCC). The CNCs remained suspension stable and low particle sizes, while the CNC-FBMB resulted in a high degree of crystallinity.
id UEPG_ad6209803cb3cea60d570335f62fbc35
oai_identifier_str oai:tede2.uepg.br:prefix/636
network_acronym_str UEPG
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
repository_id_str
spelling Demiate, Ivo MottinCPF:56213840915http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728187U4Pinheiro, Luis AntonioCPF:01667954962http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767148J7Carvalho Filho, Marco Aurélio da SilvaCPF:13054525856http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799780P9Lacerda, Luiz GustavoCPF:00357997905http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4551919Y0CPF:07283847952http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4297745Z2Travalini, Ana Paula2017-07-21T18:53:01Z2015-06-302017-07-21T18:53:01Z2015-02-13TRAVALINI, Ana Paula. EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz). 2015. 131 f. Dissertação (Mestrado em Ciências e Tecnologia de Alimentos) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2015.http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/636Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a crop with high production yields in Brazil, and with processing, it generates large amounts of a high-moist solid byproduct that is of difficult destination. This byproduct known as bagasse or massa by the cassava starch producers shows high levels of starch and fiber. Thus, the aim of this study was to extract, characterize and modify the fiber cassava bagasse (FBM) for applying in composites, besides getting nanocrystalline cellulose. In order to remove residual starch form the pulp an enzymatic hydrolysis was carried out, leaving only the cassava fiber, i.e., cellulose, hemicellulose and lignin. Selected analyses were performed to confirm complete removal of starch such as high performance liquid chromatography (HPLC), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) and color analysis. To incorporate the fiber in a polymeric matrix, we carried out a chemical modification by acetylation of the fibers, making them more hydrophobic, facilitating achievement of composites. After modification, mid-infrared spectroscopic analysis (FTIR) was performed to verify the substitution of hydroxyl groups. The composite (5, 10 and 20 % fiber) were obtained in a twin screw extruder, followed by injection. The test pieces were submitted to tensile test and flexure, SEM, DSC and color analysis, and they presented homogeneous mixture. The nanocrystalline cellulose (NCC) was developed from three bleaching stages of fiber for higher removal of lignin, followed by acid hydrolysis, dialysis and centrifugation, and subsequent analyses were performed in zeta potential to verify size reduction of cellulose particles, and morphological analysis (SEM). The NCC obtained from FBM was compared with NCC obtained from microcrystalline cellulose (MCC). The CNCs remained suspension stable and low particle sizes, while the CNC-FBMB resulted in a high degree of crystallinity.A mandioca (Manihot esculenta Crantz) consiste em uma planta com altos índices de produção no Brasil, sendo que com o processamento, gera-se uma grande quantidade de um subproduto fibroso úmido que tem problemas quanto a destinação. Este subproduto, conhecido na agroindústria como bagaço ou massa, apresenta altos teores de amido e fibra. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi extrair, caracterizar e modificar quimicamente a fibra do bagaço de mandioca (FBM), aplicá-la na obtenção de compósitos, além de utilizá-la para obter celulose nanocristalina. Com o intuito de remover o amido residual do bagaço, foi realizada uma hidrólise enzimática, restando apenas a fibra de mandioca composta por celulose, hemicelulose e lignina. Diversas análises foram realizadas a fim de comprovar a completa remoção do amido, como cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de cor. Para incorporar as fibras em uma matriz polimérica, optou-se por realizar uma modificação química por acetilação das fibras, tornando-as mais hidrofóbicas, facilitando a obtenção de compósitos. Após a modificação realizou-se análise em espectroscopia na região do infravermelho médio (FTIR) para verificar a substituição dos grupos hidroxila. Os compósitos (5, 10 e 20 % de fibra) foram obtidos em extrusora dupla rosca, seguida por injeção. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios mecânicos de tração e flexão, MEV, DSC e análise de cor, sendo que os mesmos apresentaram uma mistura homogênea. A celulose nanocristalina (CNC) foi desenvolvida a partir de três etapas de branqueamento da fibra para maior remoção da lignina, seguido por hidrólise ácida, centrifugação e diálise, sendo posteriormente realizadas análises em potencial zeta para verificar a redução do tamanho das partículas de celulose, além de análises morfológicas (MEV). A CNC obtida a partir da FBM foi comparada a CNC obtida a partir da celulose microcristalina (CMC). As CNCs apresentaram estabilidade de suspensão e baixos tamanhos de partículas, enquanto que a CNC-FBMB resultou em alto grau de cristalinidade.Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Paula Travalini.pdf: 3027594 bytes, checksum: bce498a3a112f4874728442be07d1f8d (MD5) Previous issue date: 2015-02-13Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSAPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de AlimentosUEPGBRCiências e Tecnologia de Alimentosmandiocafibramodificação químicacompósitocelulose nanocristalinaCassavafiberchemical modificationcompositenanocrystalline celluloseCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOSEXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPGinstname:Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)instacron:UEPGORIGINALAna Paula Travalini.pdfapplication/pdf3027594http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/636/1/Ana%20Paula%20Travalini.pdfbce498a3a112f4874728442be07d1f8dMD51prefix/6362017-07-21 15:53:01.648oai:tede2.uepg.br:prefix/636Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede2.uepg.br/jspui/PUBhttp://tede2.uepg.br/oai/requestbicen@uepg.br||mv_fidelis@yahoo.com.bropendoar:2017-07-21T18:53:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)false
dc.title.por.fl_str_mv EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
title EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
spellingShingle EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
Travalini, Ana Paula
mandioca
fibra
modificação química
compósito
celulose nanocristalina
Cassava
fiber
chemical modification
composite
nanocrystalline cellulose
CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
title_short EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
title_full EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
title_fullStr EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
title_full_unstemmed EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
title_sort EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz)
author Travalini, Ana Paula
author_facet Travalini, Ana Paula
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Demiate, Ivo Mottin
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv CPF:56213840915
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728187U4
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Pinheiro, Luis Antonio
dc.contributor.referee1ID.fl_str_mv CPF:01667954962
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767148J7
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Carvalho Filho, Marco Aurélio da Silva
dc.contributor.referee2ID.fl_str_mv CPF:13054525856
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799780P9
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Lacerda, Luiz Gustavo
dc.contributor.referee3ID.fl_str_mv CPF:00357997905
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4551919Y0
dc.contributor.authorID.fl_str_mv CPF:07283847952
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4297745Z2
dc.contributor.author.fl_str_mv Travalini, Ana Paula
contributor_str_mv Demiate, Ivo Mottin
Pinheiro, Luis Antonio
Carvalho Filho, Marco Aurélio da Silva
Lacerda, Luiz Gustavo
dc.subject.por.fl_str_mv mandioca
fibra
modificação química
compósito
celulose nanocristalina
topic mandioca
fibra
modificação química
compósito
celulose nanocristalina
Cassava
fiber
chemical modification
composite
nanocrystalline cellulose
CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
dc.subject.eng.fl_str_mv Cassava
fiber
chemical modification
composite
nanocrystalline cellulose
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
description Cassava (Manihot esculenta Crantz) is a crop with high production yields in Brazil, and with processing, it generates large amounts of a high-moist solid byproduct that is of difficult destination. This byproduct known as bagasse or massa by the cassava starch producers shows high levels of starch and fiber. Thus, the aim of this study was to extract, characterize and modify the fiber cassava bagasse (FBM) for applying in composites, besides getting nanocrystalline cellulose. In order to remove residual starch form the pulp an enzymatic hydrolysis was carried out, leaving only the cassava fiber, i.e., cellulose, hemicellulose and lignin. Selected analyses were performed to confirm complete removal of starch such as high performance liquid chromatography (HPLC), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) and color analysis. To incorporate the fiber in a polymeric matrix, we carried out a chemical modification by acetylation of the fibers, making them more hydrophobic, facilitating achievement of composites. After modification, mid-infrared spectroscopic analysis (FTIR) was performed to verify the substitution of hydroxyl groups. The composite (5, 10 and 20 % fiber) were obtained in a twin screw extruder, followed by injection. The test pieces were submitted to tensile test and flexure, SEM, DSC and color analysis, and they presented homogeneous mixture. The nanocrystalline cellulose (NCC) was developed from three bleaching stages of fiber for higher removal of lignin, followed by acid hydrolysis, dialysis and centrifugation, and subsequent analyses were performed in zeta potential to verify size reduction of cellulose particles, and morphological analysis (SEM). The NCC obtained from FBM was compared with NCC obtained from microcrystalline cellulose (MCC). The CNCs remained suspension stable and low particle sizes, while the CNC-FBMB resulted in a high degree of crystallinity.
publishDate 2015
dc.date.available.fl_str_mv 2015-06-30
2017-07-21T18:53:01Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2015-02-13
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2017-07-21T18:53:01Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv TRAVALINI, Ana Paula. EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz). 2015. 131 f. Dissertação (Mestrado em Ciências e Tecnologia de Alimentos) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2015.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/636
identifier_str_mv TRAVALINI, Ana Paula. EXTRAÇÃO, MODIFICAÇÃO E APLICAÇÃO DA FIBRA DO BAGAÇO DE MANDIOCA (Manihot esculenta Crantz). 2015. 131 f. Dissertação (Mestrado em Ciências e Tecnologia de Alimentos) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2015.
url http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/636
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
dc.publisher.initials.fl_str_mv UEPG
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Ciências e Tecnologia de Alimentos
publisher.none.fl_str_mv UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
instacron:UEPG
instname_str Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
instacron_str UEPG
institution UEPG
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
bitstream.url.fl_str_mv http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/636/1/Ana%20Paula%20Travalini.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv bce498a3a112f4874728442be07d1f8d
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)
repository.mail.fl_str_mv bicen@uepg.br||mv_fidelis@yahoo.com.br
_version_ 1809460450425831424