CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Atualmente à crescente o nÃmero de pesquisas sobre materiais biodegradÃveis e aproveitamento de resÃduos, devido à necessidade de preservaÃÃo dos recursos naturais e outras questÃes ligadas à sustentabilidade. O objetivo do trabalho foi desenvolver filmes biodegradÃveis a partir de gelatina obtida de resÃduos de tilÃpia adicionados de nanocristais de celulose (NC). A formulaÃÃo do filme foi feita com 9,6% de gelatina de peixe e 25% de glicerol (em base seca) variando a quantidade de nanocristais de celulose de lÃnter nas concentraÃÃes de 0, 5, 10 e 15% (em base seca) com uso ou nÃo de ultrassom (US) na preparaÃÃo do filme. A gelatina foi obtida de resÃduos de carne mecanicamente separada (CMS) de tilÃpia. Os filmes foram obtidos por casting e caracterizados quanto à permeabilidade a vapor de Ãgua, propriedades mecÃnicas de resistÃncia à traÃÃo, elongaÃÃo e mÃdulo elÃstico, propriedades tÃrmicas (DSC), Ãpticas, de estabilidade pela cor, morfolÃgicas (MEV) e de hidrofilicidade a partir do Ãngulo de contato. Os filmes obtidos se apresentaram com boa aparÃncia, homogÃneos e manuseÃveis, com boa transparÃncia e com umidade entre 12,5 e 20,7%, diminuÃda significativamente com a adiÃÃo de NC. Os nanocristais de celulose utilizados foram efetivos para reduzir a permeabilidade ao vapor de Ãgua (PVA), a qual foi reduzida significativamente com a utilizaÃÃo de 10% de NC e uso de ultrassom, e com 15% de NC com e sem US. A adiÃÃo de NC incrementou a resistÃncia à traÃÃo e mÃdulo a partir de 5% com um pequeno decrÃscimo na concentraÃÃo de 15%, e o aumentando o mÃdulo elÃstico a 15% de NC com ultrassom. NÃo houve efeito significativo com a adiÃÃo de NC e uso de US na elongaÃÃo dos filmes e nem na opacidade. O uso de ultrassom melhorou a barreira ao vapor de Ãgua, mÃdulo elÃstico e nÃo influenciou significativamente as propriedades de traÃÃo, elongaÃÃo e opacidade. As imagens obtidas por microscopia eletrÃnica de varredura apresentaram aglomerados, possivelmente pela presenÃa de minerais ou estruturas cristalinas de colÃgeno residuais do processo de hidrÃlise para obtenÃÃo da gelatina ou dos filmes, alÃm de processos com o tempo de armazenamento. As anÃlises de DSC mostraram possÃveis fenÃmenos de fusÃo da gelatina e outros processos tÃrmicos simultÃneos no primeiro ciclo, alÃm de processos tÃrmicos no segundo ciclo que podem estar associados à transiÃÃo vÃtrea, os quais nÃo foram influenciados expressivamente pelo teor de NC e pelo uso de US, porÃm foram bastante influenciados pelo tempo de armazenamento dos filmes. Estes apresentaram pequena intensidade de cor que foi mais intensificada com a quantidade de nanocelulose e nÃo variou de forma expressiva com o tempo, indicando que os filmes apresentaram cor estÃvel. O Ãngulo de contato revelou que a NC nÃo interferiu na hidrofilicidade dos filmes. O melhor filme obtido para aplicaÃÃo em alimentos foi o com 10% de nanocelulose e utilizaÃÃo de ultrassom por apresentar melhor barreira à Ãgua e melhores propriedades mecÃnicas, nÃo interferindo na transparÃncia dos filmes. / Currently the studies about biodegradable materials and waste recovery are increasing, due to need to preserve natural resources and other issues related to sustainability. The objective of this work is to develop biodegradable films from tilapia waste gelatin and cellulose nanocrystals (CN). The formulation of the film was made with 9.6% fish gelatin, glycerol 25% (on dry basis) and varying the amount of nanocrystals from linter pulp at concentrations of 0, 5, 10 and 15% (on a dry basis) and the use of ultrasonic treatment (US) in the preparation of films. The films were obtained by casting and characterized with respect to water vapor permeability (WVP), mechanical properties (tensile strength, elongation and elastic modulus), thermal properties (DSC), optical properties, color stability, morphology (SEM) and hydrophilicity by contact angle. The obtained films are presented in good shape, homogeneous and manageable, with good transparency and moisture content between 12.5 and 20.7%, which decreased significantly with adding CN. Cellulose nanocrystals were effective in reducing the permeability, substantially decreasing WVP with use of 10% CN and US, and 15% of NC with US and without US. The addition of CN increased tensile strength from 5% CN and with a small decrease in concentration of 15%. The elastic modulus increased at 15% with US. There was no significant effect with the addition of NC and use of US at elongation of films and no effects in opacity of films. The use of ultrasound has improved barrier to water vapor and elastic modulus, and it did not has significant influence on the properties of tensile strength, elongation and opacity. The images obtained by scanning electron microscopy showed structures originating from gelatin, possibly by presence of minerals or crystal structures of collagen in the process of obtaining gelatin or films, and processes with storage time. The DSC analysis showed possible phenomena of gelatin melting or other thermal processes simultaneously in the first cycle, and thermal processes in the second cycle, which can be associated with glass transition of gelatin. These events were not influenced significantly by CN content and use of US, but were heavily influenced by storage time of films. These showed little color intensity, which was further enhanced by the amount of CN and did not vary significantly with time, indicating that colors of the films were stable. Contact angle analysis have shown that CN did not decrease the hidrofilicity of films. The best film obtained for application to food products was 10% with NC and use of ultrasound due to better barrier to water, improved mechanical properties and the same transparency.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:6111 |
| Date | 26 July 2012 |
| Creators | Talita Macedo dos Santos |
| Contributors | Henriette Monteiro Cordeiro de Azeredo |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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