Potencial da nanofibrila lignocelulósica do bagaço de cana-de-açúcar como reforço em filmes de amido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Matos, Thayrine Silva
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/50063
Resumo: In the present work, sugar cane bagasse pulps from the acid hydrolysis process followed by alkaline treatment were used. Part of the material was bleached using H2O2 and NaOH and the other remained with residual lignin. Next, nanofibrils of the lignocellulosic material (NFC) were produced from the mechanical fibrillation process. The nanofibrils produced from the bleached pulp (NFC - B) and the pulp with residual lignin (NFC - NB), were added with percentages of 10, 20, 30 and 50% to a filmogenic solution of 2.5% in starch solids. The addition of unbleached NFC promoted an average increase in tensile strength and modulus of elasticity values, especially for the films with higher percentages of NFC (30% and 50%), with values of 13.36 and 15.49 Mpa and 356.15 and 487 Mpa, respectively. This indicates an increase in stiffness and decrease in elasticity, as the elongation values decreased with increasing amount of NFC. The contact angle values increased with the addition of NFC, classifying all nanofibrillar films as hydrophobic (>90°), except films with 30% NFC - NB and 50% - NB that showed a significant decrease with values of 86° and 83°, respectively. The samples with 50% NFC - NB and B, showed low water vapor permeability (2.17 g.mm/Kpa-¹ day-¹ m²), indicating that the films have a good vapor barrier. The transparency results for the films with 30% and 50% NFC - NB, although not significant, showed higher values of transmittance, indicating greater transparency. Although for the other treatments the influence of residual lignin on the test results was not identified, the addition of 30-50% NFC - NB from sugarcane bagasse were the percentages with the best results for strengthening the structure and improving the barrier properties of the cassava starch based films.
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The addition of unbleached NFC promoted an average increase in tensile strength and modulus of elasticity values, especially for the films with higher percentages of NFC (30% and 50%), with values of 13.36 and 15.49 Mpa and 356.15 and 487 Mpa, respectively. This indicates an increase in stiffness and decrease in elasticity, as the elongation values decreased with increasing amount of NFC. The contact angle values increased with the addition of NFC, classifying all nanofibrillar films as hydrophobic (>90°), except films with 30% NFC - NB and 50% - NB that showed a significant decrease with values of 86° and 83°, respectively. The samples with 50% NFC - NB and B, showed low water vapor permeability (2.17 g.mm/Kpa-¹ day-¹ m²), indicating that the films have a good vapor barrier. The transparency results for the films with 30% and 50% NFC - NB, although not significant, showed higher values of transmittance, indicating greater transparency. Although for the other treatments the influence of residual lignin on the test results was not identified, the addition of 30-50% NFC - NB from sugarcane bagasse were the percentages with the best results for strengthening the structure and improving the barrier properties of the cassava starch based films.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)No presente trabalho foram utilizadas polpas de bagaço de cana-de-açúcar oriundas do processo de hidrolise alcalina. Parte do material foi branqueado utilizando H2O2 e NaOH e a outra permaneceu com lignina residual. Em seguida foram produzidas nanofibrilas do material lignocelulósico (NFC) a partir do processo mecânico de fibrilação. As nanofibrilas produzidas a partir da polpa branqueada (NFC – B) e da polpa com lignina residual (NFC – NB), foram adicionadas com porcentagens de 10, 20, 30 e 50% a uma solução filmogênica de 2,5% em sólidos de amido. A adição de NFC não branqueada promoveu um aumento médio nos valores de resistência à tração e módulo de elasticidade, especialmente para os filmes com maiores porcentagens de NFC (30% e 50%), com valores de 13,36 e 15,49 Mpa e 356,15 e 487 Mpa, respectivamente. Isso indica aumento na rigidez e diminuição da elasticidade, pois os valores de alongamento diminuíram com o aumento da quantidade de NFC. Os valores de ângulo de contato aumentaram com a adição de NFC, classificando todos os filmes de nanofibrilas como hidrofóbicos (>90º), com exceção filmes com 30% NFC – NB e 50% - NB que demonstraram uma queda significativa com valores de 86º e 83º, respectivamente. As amostras com 50% NFC – NB e B, apresentaram baixa permeabilidade ao vapor de água (2,17 g.mm/Kpa-¹ dia-¹ m²), indicando que os filmes possuem uma boa barreira de vapor. Os resultados de transparência para os filmes com 30% e 50% de NFC – NB, apesar de não terem sido significativos, apresentaram maiores valores de transmitância, indicando maior transparência. Embora para os outros tratamentos não tenha sido identificado a influência da lignina residual nos resultados dos testes, a adição de 30% e 50% de CNF - NB de bagaço de cana-de-açúcar foram as porcentagens com melhores resultados para fortalecer a estrutura e melhorar as propriedades de barreira dos filmes à base de amido de mandioca.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia da MadeiraUFLAbrasilDepartamento de Ciências FlorestaisBianchi, Maria LuciaDemuner, Iara FontesOliveira, Bárbara Maria Ribeiro Guimarães deMatos, Thayrine Silva2022-05-30T19:37:54Z2022-05-30T19:37:54Z2022-05-302022-04-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMATOS, T. S. Potencial da nanofibrila lignocelulósica do bagaço de cana-de-açúcar como reforço em filmes de amido. 2022. 68 p. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia da Madeira) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/50063porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFLAinstname:Universidade Federal de Lavras (UFLA)instacron:UFLA2023-05-10T18:31:32Zoai:localhost:1/50063Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufla.br/oai/requestnivaldo@ufla.br || repositorio.biblioteca@ufla.bropendoar:2023-05-10T18:31:32Repositório Institucional da UFLA - Universidade Federal de Lavras (UFLA)false
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description In the present work, sugar cane bagasse pulps from the acid hydrolysis process followed by alkaline treatment were used. Part of the material was bleached using H2O2 and NaOH and the other remained with residual lignin. Next, nanofibrils of the lignocellulosic material (NFC) were produced from the mechanical fibrillation process. The nanofibrils produced from the bleached pulp (NFC - B) and the pulp with residual lignin (NFC - NB), were added with percentages of 10, 20, 30 and 50% to a filmogenic solution of 2.5% in starch solids. The addition of unbleached NFC promoted an average increase in tensile strength and modulus of elasticity values, especially for the films with higher percentages of NFC (30% and 50%), with values of 13.36 and 15.49 Mpa and 356.15 and 487 Mpa, respectively. This indicates an increase in stiffness and decrease in elasticity, as the elongation values decreased with increasing amount of NFC. The contact angle values increased with the addition of NFC, classifying all nanofibrillar films as hydrophobic (>90°), except films with 30% NFC - NB and 50% - NB that showed a significant decrease with values of 86° and 83°, respectively. The samples with 50% NFC - NB and B, showed low water vapor permeability (2.17 g.mm/Kpa-¹ day-¹ m²), indicating that the films have a good vapor barrier. The transparency results for the films with 30% and 50% NFC - NB, although not significant, showed higher values of transmittance, indicating greater transparency. Although for the other treatments the influence of residual lignin on the test results was not identified, the addition of 30-50% NFC - NB from sugarcane bagasse were the percentages with the best results for strengthening the structure and improving the barrier properties of the cassava starch based films.
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