SANTOS, T. M. dos. Influência de nanocristais de celulose sobre as propriedades de filmes de gelatina de resíduos de tilápia. 2012. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-01-18T12:25:12Z
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Previous issue date: 2012 / 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. / Atualmente é crescente o número de pesquisas sobre materiais biodegradáveis e aproveitamento de resíduos, devido à necessidade de preservação dos recursos naturais e outras questões ligadas à sustentabilidade. O objetivo do trabalho foi desenvolver filmes biodegradáveis a partir de gelatina obtida de resíduos de tilápia adicionados de nanocristais de celulose (NC). A formulação 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 línter nas concentrações de 0, 5, 10 e 15% (em base seca) com uso ou não de ultrassom (US) na preparação do filme. A gelatina foi obtida de resíduos de carne mecanicamente separada (CMS) de tilápia. Os filmes foram obtidos por casting e caracterizados quanto à permeabilidade a vapor de água, propriedades mecânicas de resistência à tração, elongação e módulo elástico, propriedades térmicas (DSC), ópticas, de estabilidade pela cor, morfológicas (MEV) e de hidrofilicidade a partir do ângulo de contato. Os filmes obtidos se apresentaram com boa aparência, homogêneos e manuseáveis, com boa transparência e com umidade entre 12,5 e 20,7%, diminuída significativamente com a adição de NC. Os nanocristais de celulose utilizados foram efetivos para reduzir a permeabilidade ao vapor de água (PVA), a qual foi reduzida significativamente com a utilização de 10% de NC e uso de ultrassom, e com 15% de NC com e sem US. A adição de NC incrementou a resistência à tração e módulo a partir de 5% com um pequeno decréscimo na concentração de 15%, e o aumentando o módulo elástico a 15% de NC com ultrassom. Não houve efeito significativo com a adição de NC e uso de US na elongação dos filmes e nem na opacidade. O uso de ultrassom melhorou a barreira ao vapor de água, módulo elástico e não influenciou significativamente as propriedades de tração, elongação e opacidade. As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura apresentaram aglomerados, possivelmente pela presença de minerais ou estruturas cristalinas de colágeno residuais do processo de hidrólise para obtenção da gelatina ou dos filmes, além de processos com o tempo de armazenamento. As análises de DSC mostraram possíveis fenômenos de fusão da gelatina e outros processos térmicos simultâneos no primeiro ciclo, além de processos térmicos no segundo ciclo que podem estar associados à transição vítrea, os quais não foram influenciados expressivamente pelo teor de NC e pelo uso de US, porém 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 estável. O ângulo de contato revelou que a NC não interferiu na hidrofilicidade dos filmes. O melhor filme obtido para aplicação em alimentos foi o com 10% de nanocelulose e utilização de ultrassom por apresentar melhor barreira à água e melhores propriedades mecânicas, não interferindo na transparência dos filmes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/4427 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Santos, Talita Macedo dos |
| Contributors | Souza Filho, Men de Sá Moreira de, Azeredo, Henriette Monteiro Cordeiro de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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