CAPES / O estudo para o emprego de biofilmes na substituição do plástico convencional destinado a algumas aplicações específicas vem ganhando força e recebendo considerável atenção no cenário dos recursos renováveis. Dentre as inúmeras aplicações dos biofilmes pode-se citar o seu uso no revestimento de fertilizantes de liberação lenta. Normalmente, grande parte do nitrogênio aplicado sob a forma de fertilizante no solo, é perdido devido aos processos aos quais este está sujeito, a lixiviação pela água da chuva e volatilização pelo calor. Essas perdas, além de causar prejuízos aos agricultores, causam também a contaminação do solo e das águas devido ao excesso de nutrientes lixiviados. Com isso, observa-se que os fertilizantes de liberação lenta de nitrogênio são uma alternativa mais econômica para a agricultura e menos agressiva ao meio ambiente, pois podem reduzir tais perdas. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo produzir um material de liberação lenta de nitrogênio através do revestimento da caulinita intercalada com ureia com biofilmes produzidos a partir de fécula de mandioca. Os biofilmes foram produzidos por casting utilizando diferentes concentrações de amido e adição de sorbitol. A intercalação da ureia na caulinita foi através de reação mecanoquímica, por 7 horas. O revestimento da mesma foi feito a partir da homogeneização da solução filmogênica de amido com a caulinita intercalada com ureia e posterior desidratação do material. Os ensaios de lixiviação e aquecimento foram realizados para determinar o teor de nitrogênio presente no material. Os resultados obtidos através da caracterização por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Difratometria de Raios X, Análise Térmica e determinação do teor de nitrogênio por Kjeldahl foram promissores e mostraram que o teor de nitrogênio inicial é reduzido conforme o aumento do tempo de lixiviação e da temperatura de aquecimento e que mesmo após a submissão do material a temperatura de 200ºC e lixiviação por 48 horas, uma parte do nitrogênio ainda permanece imobilizada na matriz polimérica, correspondendo a 35% para o filme aquecido a 200ºC e 9% para o filme lixiviado por 48 horas. Os resultados obtidos demonstram que o biofilme contendo caulinita intercalada com ureia pode apresentar potencial para aplicação na liberação lenta de nitrogênio. / The study for the use of biofilms in replacing conventional plastic destined to some specific applications has been gaining strength and getting considerable attention in the scenario of renewable resources. Among the numerous applications of biofilms it can be cited its use in the coating of slow release fertilizers. Normally, most of the nitrogen applied as fertilizer in the soil is lost due to processes in which it is subjected to leaching by rain water and volatilization by heat. These losses, in addition to causing injuries to farmers, also cause contamination of soil and water due to excess nutrients leached. With this, it is observed that the slow release fertilizers of nitrogen are a more economical alternative to agriculture and less aggressive to the environment because they can reduce such losses. In this sense, the present work aims to produce a slow release nitrogen material through the lining of kaolinite intercalated with urea using biofilms produced from cassava starch. Biofilms were produced by casting using different concentrations of starch and adding sorbitol. The intercalation of urea in kaolinite was by mechanochemical reaction for 7 hours. Its coating was made from the homogenization of the filmogenic solution of starch with kaolinite intercalated with urea and subsequent dehydration of the material. The heating and leaching tests were performed to determine the nitrogen content in the material. The results obtained from the characterization by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy, X-ray Diffractometry, thermal analysis and determination of the nitrogen content by Kjeldahl were promising and showed that the initial nitrogen content is reduced with the increase of leaching time and heating temperature, and that even after submitting the material to a temperature of 200 ° C and leaching for 48 hours, a part of nitrogen remains immobilized in the polymer matrix, corresponding to 35% for the film heated to 200 ° C and 9% for film leached for 48 hours. The results demonstrate that the biofilm containing kaolinite intercalated with urea can present potential for application in the slow release of nitrogen.

CAPES / O estudo para o emprego de biofilmes na substituição do plástico convencional destinado a algumas aplicações específicas vem ganhando força e recebendo considerável atenção no cenário dos recursos renováveis. Dentre as inúmeras aplicações dos biofilmes pode-se citar o seu uso no revestimento de fertilizantes de liberação lenta. Normalmente, grande parte do nitrogênio aplicado sob a forma de fertilizante no solo, é perdido devido aos processos aos quais este está sujeito, a lixiviação pela água da chuva e volatilização pelo calor. Essas perdas, além de causar prejuízos aos agricultores, causam também a contaminação do solo e das águas devido ao excesso de nutrientes lixiviados. Com isso, observa-se que os fertilizantes de liberação lenta de nitrogênio são uma alternativa mais econômica para a agricultura e menos agressiva ao meio ambiente, pois podem reduzir tais perdas. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo produzir um material de liberação lenta de nitrogênio através do revestimento da caulinita intercalada com ureia com biofilmes produzidos a partir de fécula de mandioca. Os biofilmes foram produzidos por casting utilizando diferentes concentrações de amido e adição de sorbitol. A intercalação da ureia na caulinita foi através de reação mecanoquímica, por 7 horas. O revestimento da mesma foi feito a partir da homogeneização da solução filmogênica de amido com a caulinita intercalada com ureia e posterior desidratação do material. Os ensaios de lixiviação e aquecimento foram realizados para determinar o teor de nitrogênio presente no material. Os resultados obtidos através da caracterização por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Difratometria de Raios X, Análise Térmica e determinação do teor de nitrogênio por Kjeldahl foram promissores e mostraram que o teor de nitrogênio inicial é reduzido conforme o aumento do tempo de lixiviação e da temperatura de aquecimento e que mesmo após a submissão do material a temperatura de 200ºC e lixiviação por 48 horas, uma parte do nitrogênio ainda permanece imobilizada na matriz polimérica, correspondendo a 35% para o filme aquecido a 200ºC e 9% para o filme lixiviado por 48 horas. Os resultados obtidos demonstram que o biofilme contendo caulinita intercalada com ureia pode apresentar potencial para aplicação na liberação lenta de nitrogênio. / The study for the use of biofilms in replacing conventional plastic destined to some specific applications has been gaining strength and getting considerable attention in the scenario of renewable resources. Among the numerous applications of biofilms it can be cited its use in the coating of slow release fertilizers. Normally, most of the nitrogen applied as fertilizer in the soil is lost due to processes in which it is subjected to leaching by rain water and volatilization by heat. These losses, in addition to causing injuries to farmers, also cause contamination of soil and water due to excess nutrients leached. With this, it is observed that the slow release fertilizers of nitrogen are a more economical alternative to agriculture and less aggressive to the environment because they can reduce such losses. In this sense, the present work aims to produce a slow release nitrogen material through the lining of kaolinite intercalated with urea using biofilms produced from cassava starch. Biofilms were produced by casting using different concentrations of starch and adding sorbitol. The intercalation of urea in kaolinite was by mechanochemical reaction for 7 hours. Its coating was made from the homogenization of the filmogenic solution of starch with kaolinite intercalated with urea and subsequent dehydration of the material. The heating and leaching tests were performed to determine the nitrogen content in the material. The results obtained from the characterization by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy, X-ray Diffractometry, thermal analysis and determination of the nitrogen content by Kjeldahl were promising and showed that the initial nitrogen content is reduced with the increase of leaching time and heating temperature, and that even after submitting the material to a temperature of 200 ° C and leaching for 48 hours, a part of nitrogen remains immobilized in the polymer matrix, corresponding to 35% for the film heated to 200 ° C and 9% for film leached for 48 hours. The results demonstrate that the biofilm containing kaolinite intercalated with urea can present potential for application in the slow release of nitrogen.

Orientador: Marney Pascoli Cereda / Resumo: A proposta de trabalho seguiu a linha de pesquisa iniciada no mestrado, na qual foi avaliado o efeito da película de fécula de mandioca natural como revestimento pós-colheita de limão Siciliano. A película de fécula atua como barreira física, da mesma forma que ceras, plásticos, proteínas, entre outras matérias-primas. Os resultados embora promissores, foram pouco uniformes. As razões para essa desuniformidade pode estar nas características do filme, que ainda não tinham sido estabelecidas. O objetivo desta pesquisa, foi caracterizar esses filmes na expectativa de elucidar as causas da variação e tornar o filme aplicável ao setor hortifrutícola. Para contornar a fragilidade dos filmes de fécula natural foram elaborados filmes com féculas modificadas: carboximetilamido (CMA) de baixa e alta viscosidade, cross link (pré gelatinizado modificado) e esterificada, todas com 3 e 5% de matéria-seca (MS). As soluções filmogênicas foram secas por 24 hs/40ºC em suporte de plexiglass. Logo após a secagem, os filmes foram acondicionados a 20ºC e 64% de umidade relativa, em uma atividade de água de 0,645 por 10 dias, para análises posteriores. Os filmes assim obtidos foram comparados com os filmes de policloreto de vinila (PVC). As avaliações foram quanto às características microscópicas, físicas e dimensionais, além das propriedades mecânicas e de barreira ao vapor d' água. As espessuras mínimas alcançadas foram 0,5 - 0,6 mm nos filmes de fécula cross link. Não houve interferência da espessura na permeabilidade ao vapor d' água, onde os filmes com 5% de MS, independentemente do tipo de fécula modificada, apresentaram-se mais permeáveis e onde os filmes de fécula esterificada à 5% atingiram o maior valor com 0,55 g.mm/m2.dia.mmHg de permeabilidade. Os filmes apresentaram alto índice de solubilidade (superior à 65%)... (Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This work follws the research line of the master of Science thesis, where natural cassava starch film of was evaluated as post-harvest a coating of sicilian lemon. The starch film acts as a physical barrier in the same way as waxes, plastics, proteins and other raw materials. The results were variable due to the lack of stardardization of the characteristics of the films, which still have to be established. The aim of the current work was to elucidate the problems previously found with natural starch and to develop a film to replace those in use for wrapping fruits and vegetables. The new film s made of newewable and biodegradable raw material, does not leave residue, it is cheap and non-toxic. Films of the following modified starches were developed: caboximetil starch (CMS) of low and high viscosity, cross link and esterified, with 3 and 5% of dry matter (DM). The film forming solutions were dried for 24 h/40ºC in plexiglass support. Subsequently the films were stored at 20ºC and 64% of relative humidity in an water activity of 0,645 for 10 days, for further analysis. The microscopic, physic and dimensional characteristics were evaluated as well as the mechanical properties and water vapor permeability. The results still showed a film with problems to humidity, but with high solubility index (superior to 65%). There was no interference of the thickness on the permeability to water vapor. The films with 5% of DM, independently of the modified starch showed to be more permeable whist the esterified starch films at 5% reached a permeability of 0,55 gmm/m2.day.mmHg. The minimium thickeness observed was 0,5 - 0,6 mm in pregelatinized starch films. All films showed brightness and transparency similar to a PVC film of low density. With regard to mechanical properties, malformation in perforation and traction indicated a non-elastic film... (Complete abstract, click electronic address below). / Doutor