Efeito de fibras vegetais nas propriedades de compósitos biodegradáveis de amido de mandioca produzidos via extrusão

Abstract

RESUMOA preocupação com o volume de lixo tem gerado interesse no desenvolvimento de embalagens biodegradáveis capazes de substituir, ao menos em parte, os plásticos convencionais sintéticos, como é o caso das embalagens de poliestireno expandido (Isopor). Ojvetivou-se,neste trabalho caracterizar, quanto ao índice de expansão (IE), densidade, índice de absorção em água (IAA), índice de solubilidade em água (ISA) e cor (coordenadas L * , a * e b * ), compósitos biodegradáveis expandidos produzidos via extrusão, a partir da mistura de amido de mandioca, glicerol (plastificante) e dois tipos de fibras vegetais. Os compósitos foram preparados em extrusora mono-rosca, com três diferentes teores de fibras de aveia ou de cana-de-açúcar (0, 5 e 10 g/100 g amido), dois teores de umidade (18 e 26%) e teor fixo de glicerol (20g/100 g sólidos). A adição das fibras não afetou significativamente o IE, a densidade e o IAA, porém diminuiu o ISA dos materiais, o que é uma vantagem, favorecendo a utilização das fibras no reforço dos compósitos. A adição de fibras levou ao escurecimento das amostras, com decréscimo da luminosidade (L*) e, ainda, ao aumento nos valores dos parâmetros de cor a* e b*. Este estudo é passo fundamental para produção em escala industrial dos compósitos, que necessitam de condições de processo que forneçam resultados reprodutíveis de expansão e capacidade de absorção e solubilidade em água, propriedades de grande importância nesses produtos.Termos para indexação: Embalagens de alimentos, fibras da cana-de-açúcar, fibras da casca de aveia. ABSTRACTThe concern with the volume of waste has generated interest in the development of biodegradable packaging able to replace, at least in part, the conventional synthetic plastics, such as packs of expanded polystyrene (Isopor). This study aimed to characterize the expansion index, density, the water absorption index (WAI), water solubility index (WSI) and color (coordinates L * , a * and b * ) of expanded biodegradable composites produced by extrusion, from the mixture cassava starch, glycerol (plasticizer) and two different types of vegetable fibres. The composites were prepared in a single screw extruder, with three different levels of oat or sugar cane fibres (0, 5 and 10 g /100 g starch), two levels of humidity (18 and 26%) and a fixed level of glycerol (20 g/100 g solds). The addition of fibres did not affect significantly the expansion index, density and WAI of materials, and reduced WSI of products, which is an advantage and promotes the use of these fibres in the reinforcement of composites. The addition of fibers led to the darkening of the samples, with decrease in lightness (L*) and increase in the values of the color parameters a* and b*. This study is a key step for a future industrial scale production of these composites, which requires process conditions that provide reproducible results of expansion and absorption capacity and solubility in water, properties of great importance in these products.

Oat hull fibers bleached by reactive extrusion with alkaline hydrogen peroxide in thermoplastic starch/poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) composites

“…The addition of raw (UF) or extruded fibers (MF0) decreased the lightness ( L * = 44.27 ± 0.30 and 42.70 ± 1.28, respectively) compared with the control (WF) sample ( L * = 46.75 ± 0.83) (Table ). A similar effect of raw oat fiber was observed in composites of oat hulls and manioc starch . However, the sheets that contained chemically modified fibers (MF7 and MF20) showed a higher lightness ( L * = 54.65 ± 0.09 and 53.50 ± 0.13, respectively), and this effect was attributed to the bleaching action promoted by AHP on the fibers, as stated in several works .…”

“…(Table 1). A similar effect of raw oat fiber was observed in composites of oat hulls and manioc starch [31]. However, the sheets that contained chemically modified fibers (MF7 and MF20) showed a higher lightness (L* 5 54.65 6 0.09 and 53.50 6 0.13, respectively), and this effect was attributed to the bleaching action promoted by AHP on the fibers, as stated in several works [11,23,27,29].…”

Oat fibers modification by reactive extrusion with alkaline hydrogen peroxide

“…Studies have been conducted with the inclusion of these fibers in trays of cassava starch (produced by extrusion followed by thermoforming) with good results [16] . However, despite their several advantages, such as low cost, easy accessibility and high biodegradability, cellulosic fibers present problems in terms of fiber -matrix adhesion and changes in water absorption, and the mechanical properties of some composites can remain unsatisfactory [17] .…”

Aproveitamento De Resíduos Vegetais Como Alternativa Na Fabricação De Embalagens Biodegradáveis / Use of Vegetable Waste as an Alternative in the Manufacture of Biodegradable Packaging

“…Na agroindústria brasileira, o bagaço é visto como o principal exemplo de subproduto, pois seu reuso é bem aproveitado no solo como adubo e ou como fonte de energia, produzindo combustível nas caldeiras industriais minimizando os gastos (SANCHEZ et al, 2010). Debiagi et al (2010) em seu estudo, confeccionaram via extrusão, compósitos biodegradáveis expandidos a partir de mistura feita de "amido de mandioca, glicerol (plastificante) e diferentes tipos de fibras vegetais (as fibras da cana-de-açúcar e as fibras da aveia)", onde com auxílio de uma extrusora do tipo mono-rosca, utilizaram "três diferentes teores de fibras de aveia ou de cana-de-açúcar (0,5 e 10 g/100 g amido), dois teores de umidade (18 e 26%) e teor fixo de glicerol (20 g/100 g sólidos)". Foi realizada a caracterização para densidade, para expansão, capacidade para absorção e solubilidade em água.…”

“…Debiagi e De Oliveira (2008) em seu estudo, determinaram os parâmetros índice de expansão (IE) e densidade para os compósitos biodegradáveis expandidos produzidos pelo processo de extrusão, utilizando amido de mandioca, glicerol como agente plastificante e fibras da casca de aveia. Para a preparação dos compósitos, utilizou-se mesma metodologia citada acima no trabalho de Debiagi et al (2010). Nos resultados, pode-se observar uma variação na densidade das amostras que passou de 0,86 para 0,97 g/mL, valor mais elevado ao do poliestireno expandido, que é de 0,18 g/mL, sendo este o mas comparável aos relatados por autores que estudaram materiais à base de amido.…”