Nanocompósitos obtidos da farinha da amêndoa reforçados com nanofibras de celulose isoladas a partir do tegumento da manga (Tommy Atkins)

Abstract

O crescente aumento da quantidade de resíduos gerados pelas agroindústrias e o acúmulo de lixo não-biodegradável são um dos grandes problemas ambientais enfrentado pelas nações, sendo a indústria de alimentos uma das grandes responsáveis pela geração do elevado volume de resíduos, decorrentes da produção, preparação e consumo de alimentos. Uma alternativa para diminuir os resíduos agroindustriais, é a sua utilização para o desenvolvimento de nanomateriais, uma vez que, adicionados à polímeros compatíveis eles podem aprimorar drasticamente as propriedades dos nanocompósitos resultantes. Esses materiais possuem uma alta relação superfície-volume e interação interfacial devido às suas dimensões nanométricas, originando materiais com alta resistência mecânica, estabilidade térmica e condutividade elétrica. A nanocelulose é um nanomaterial que tem despertado muito interesse ao longo da última década devido às suas propriedades únicas, associadas à dimensão nanométrica. O processamento industrial da manga resulta na geração de grande quantidade de resíduo, casca e semente, que corresponde aproximadamente 35% do fruto, sendo muitas vezes descartados no meio ambiente. Dentre os diversos tipos de resíduos agroindustriais, o tegumento da manga se destaca como um material com elevado teor lignocelulósico e a amêndoa da manga é rica em amido, ambos materiais, quando combinados, apresentam alto potencial para produção de nanocompósitos. Com base nessas propriedades, o presente projeto realizou a extração de nanofibras de celulose a partir do tegumento da manga pelo método de hidrólise ácida, empregando ácido sulfúrico a uma concentração de 1%. A análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou que os tratamentos químicos foram eficazes no isolamento de fibras do tegumento da manga em escala nanométrica, uma vez que o valor do diâmetro médio encontrado foi equivalente a 131,0 nm. Além disso, observou-se a remoção progressiva dos compostos amorfos ao longo dos tratamentos. O resultado do potencial zeta, equivalente a -14,3 mV, sugere que a atração entre as partículas é maior do que a repulsão, o que pode levar à formação aglomerados na suspensão. O índice de cristalinidade aumentou durante o tratamento químico do farelo do tegumento da manga, passando de 39,4% para 56,3% após o tratamento alcalino, 57,4% após o primeiro branqueamento, 66,7% após o segundo branqueamento e 69,6% após a hidrólise ácida. As nanofibras de celulose extraídas do tegumento da manga foram isoladas e aplicadas na concentração de 5% e 10%, na fabricação de nanocompósitos, que foram produzidos a partir da farinha da amêndoa da manga. Logo em seguida esses filmes foram caracterizados onde apresentaram aumento na tensão na ruptura, módulo de Young e opacidade, e uma redução na elongação. A adição de nanofibras de celulose reduziu significativamente o teor de umidade e a densidade dos nanocompósitos, aumentou a espessura e não alterou significativamente a solubilidade. Através da análise (MEV), observou uma superfície mais densa no filme controle, e nos filmes com adição de nanocelulose observou uma aderência satisfatória das nanopartículas à matriz polimérica. O filme com adição de 10% de nanocelulose apresentou aumento no índice de cristalinidade (38,5%) comparado ao filme controle (6,0%). Desta forma, o isolamento de nanopartículas obtidas a partir do resíduo do processamento da manga, e aplicação na produção de um filme biodegradável, promove o aproveitamento de um recurso renovável e abundante, ao mesmo tempo em que possibilita a exploração das propriedades da celulose para desenvolver materiais avançados.