Desenvolvimento e caracterização de filmes nanocompósitos de farinha de amaranto - montmorillonita

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Villamán Diéguez, María Cristina
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614080
Resumo: Orientadores: Florencia Cecília Menegalli, Paulo José do Amaral Sobral
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spelling Desenvolvimento e caracterização de filmes nanocompósitos de farinha de amaranto - montmorillonitaDevelopment and characterization of nanocomposite films based on amaranth flour and montmorilloniteNanocompósitos (Materiais)MontmorilonitaAmarantoFarinhaNanocompositesMontmorilloniteAmaranthFlourOrientadores: Florencia Cecília Menegalli, Paulo José do Amaral SobralDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A aplicação da nanotecnologia na elaboração de filmes nanocompósitos, tem sido muito utilizada nos últimos anos na área de desenvolvimento de materiais biodegradáveis. Os nanocompósitos são misturas de polímeros orgânicos e partículas nanométricas, entre as mais estudadas para esta aplicação está a montmorillonita (MMT), uma argila mineral composta por capas de aluminatos e silicatos hidratados. Neste projeto foram elaborados filmes nanocompósitos (F.NC) baseados em farinha de amaranto (FA) e MMT, utilizandose o método de intercalação por solução. Foram realizados estudos preliminares para escolher o processo mais indicado para a inclusão da MMT na solução filmogênica (SF). Experimentaram-se quatro processos, que compreenderam diferentes tipos e velocidades de agitação e distintos tempos onde era adicionada a MMT (antes ou depois do processo térmico). As análises de microscopia óptica revelaram que o processo em que se utilizou uma agitação forte (7.000 rpm) e que a gelatinização do amido ocorreu na presença da MMT, foi o único que conseguiu obter uma matriz filmogênica homogênea. Por meio deste processo elaboraram-se filmes e analisaram-se por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde se confirmou a formação de uma matriz homogênea, na superfície e na secção transversal dos filmes. Para o desenho experimental foi utilizado um delineamento composto central rotacional DCCR 22, para se estudar o efeito da concentração da argila [CMMT] e da temperatura do processo (TP), nas propriedades dos filmes. Trabalhou-se numa faixa de [CMMT] entre 0% a 9,4% (m/m), com uma concentração fixa de glicerol de 25%, na qual os filmes obtidos eram facilmente manipuláveis. Como resultado observouse que o aumento simultâneo da [CMMT] (m/m) e da TP, produz um aumento na tensão e, conseqüentemente uma diminuição da elongação destes filmes. A propriedade de solubilidade também foi afetada por ambos os fatores. Realizaram-se análises estatísticas para maximizar o valor de tensão e minimizar a solubilidade destes filmes. Encontraramse que as condições ótimas para conseguir esse propósito foram: [CMMT] = 9,4% e TP = 83°C. Nessa T P, quando a CMMT foi aumentada de 0 a 9,4% a tensão aumentou de 1.20 MPa para 1.61 MPa e a solubilidade diminuiu de 48.2% a 44.98%. Interessante foi o resultado obtido para a permeabilidade ao vapor de água (PVA), que decresceu em 96% ao ser adicionada a MMTAbstract: The application of nanotechnology in the development of nanocomposite films has been the most widely used in recent years in the development of biodegradable materials. Nanocomposites are mixtures of organic polymers and nano-sized particles, among the most studied for this application, is montmorillonite (MMT), a mineral clay composed of layers of hydrated silicates and aluminates. Were carried out preliminary studies to determine what would be the most appropriate process for the production of amaranth flour films (FA) and montmorillonite (MMT) by the method of intercalation by solution. We compared different types of agitation and the differences in the addition of the nanoclay before or after the heat treatment. Optical microscopy analysis revealed that process with vigorous shaking (7.000 rpm) and where gelatinization of the starch occurred in the presence of montmorillonite, was the only one forming a homogeneous matrix. Using Scanning Electron Microscopy (SEM) we were able to corroborate the production of a homogeneous matrix in both, the surface and cross sections. Then the study of the effect of clay content [CMMT] and process temperature (TP) on the production of amaranth flour/clay nanocomposite films was investigated. Since easily manageable films were obtained at concentrations ranging from 0% to 9,4 % (w/w) of MMT and 25% glycerol, these conditions were chosen in the DCCR 22 experimental design. The simultaneous rise on [CMMT] (w/w) and TP, resulted on increased tensile strength and, consequently, decreased elongation at break values. Solubility was also affected by both factors. Statistical analysis was performed to maximize the tensile strength and to minimize the solubility of these films. A concentration of 9,4% at a temperature of 83°C was found to be optimal for this purpose. At that TP, when CMMT was increased from 0 to 9,4% the tensile strength was increased from 1.20 MPa to 1.61 MPa and the solubility (%) was decreased from 48.2% to 44.98%. Interestingly, the water vapor permeability (WVP) values were decreased by 96% upon addition of MMTMestradoMestre em Engenharia de Alimentos[s.n.]Menegalli, Florência Cecília, 1944-2017Sobral, Paulo José do AmaralMoraes, Izabel Cristina FreitasGrossmann, Maria Victoria EirasUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASVillamán Diéguez, María Cristina20112011-04-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf76 f. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614080VILLAMÁN DIÉGUEZ, María Cristina. Desenvolvimento e caracterização de filmes nanocompósitos de farinha de amaranto - montmorillonita. 2011. 76 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1614080. 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