Determinação da permeabilidade ao vapor de água de polímeros biodegradáveis

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Possamai, D.C. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Baudini Bombardelli, A. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Pierdoná, L. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Dettmer, A. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Rodrigues, V.M. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO)

Resumo

Filmes provenientes de biopolímeros apresentam-se como alternativa para a redução dos resíduos poliméricos, uma vez que possuem rápida degradação, reduzindo o acúmulo dos mesmos. Pretende-se, neste trabalho, obter um filme a base de amido de milho, proteína do soro do leite e glicerina e avaliar a permeabilidade ao vapor de água (PVA) do mesmo. Avaliar a PVA é importante para determinar a aplicação do filme. Pensando em embalagens primárias para alimentos, busca-se o menor valor de PVA. O filme com os melhores resultados exibe concentrações intermediárias de proteína e glicerina. Conclui-se que foi possível a obtenção dos polímeros biodegradáveis e os mesmos apresentaram resultados satisfatórios quanto à PVA.

Palavras chaves

Permeabilidade; Polímeros; Biodegradável

Introdução

Os filmes biodegradáveis compõem parte importante do cenário de pesquisa nacional e internacional, com trabalhos quanto à caracterização, formulação e aplicação destes materiais. Existem grandes possibilidades de utilização para os sistemas de embalagens biodegradáveis à base de amido, em especial na área de alimentos, devido ao seu baixo custo e abundância (LIMA et al 2013). O trabalho tem por objetivo elaborar um biofilme polimérico através do processo de casting, usando amido, caseína e glicerol e após caracterizá-lo quanto à propriedade de permeabilidade ao vapor d`água

Material e métodos

Foram elaborados filmes pela técnica de casting, usando amido de milho (8g para cada solução de 200 ml), concentrado proteico de leite e glicerina como plastificante. Para otimizar os resultados utilizou-se um planejamento fatorial completo 2^2 com ponto central conforme mostra a Tabela 1. Esses valores foram definidos a partir de testes preliminares. O amido e a glicerina foram dissolvidos em água destilada e logo após aquecidos, sob agitação magnética, até 90°C, permanecendo nesta temperatura por 10 min. A mistura foi resfriada naturalmente até que atingisse 50°C. Após o resfriamento, adicionou-se o concentrado proteico do soro de leite e agitou- se até obtenção de uma solução filmogênica homogênea. Acondicionaram-se 20g de solução em placas de Petri. O material foi seco em estufa (DeLeo TLK48) com circulação de ar a 30°C por aproximadamente 36 horas. Após a secagem, os filmes foram removidos das placas e acondicionados em dessecadores por aproximadamente 24 horas. A permeabilidade ao vapor de água (Pva) foi determinada de acordo com o método descrito na norma ASTM E96-00. Em recipientes de vidro com 2,37 cm de diâmetro de abertura foram colocados 10 g de sílica gel 4-8 mm. As aberturas dos recipientes foram então cobertas com amostras dos filmes poliméricos, de forma que qualquer processo de transferência de massa de dentro para fora ou de fora para dentro do sistema ocorresse apenas através do filme. Este sistema, denominado célula de medida, foi colocado em câmara de teste com umidade relativa controlada a 75% por meio de solução saturada de cloreto de sódio (SCOPEL et. al., 2016). A massa de água absorvida pela sílica (e, portanto transferida através do filme) foi determinada pesando a célula de medida a cada 1,5 h por 12 h.

Resultado e discussão

Conforme os dados apresentados na Tabela 1, a maior permeabilidade ao vapor de água ocorreu no experimento 3, o qual possui 7,5% de concentrado proteico e 45% de glicerol em relação ao amido, isso se justifica pois o aumento da porcentagem de glicerol favorece a permeabilidade ao vapor de água (ROCHA et al, 2014). Uma menor permeabilidade é esperada para melhor qualidade dos polímeros produzidos. O melhor resultado foi do experimento 2, com 22,5% de concentrado proteico e 15% de glicerol em relação ao amido. Este resultado era esperado, pois o filme 2 possui a menor quantidade de glicerol. O efeito da quantidade de proteína e de glicerol adicionado foi significativo (p<0,05), sendo a melhor condição, quando se tem a menor quantidade de amido e glicerina. Como mostra a Figura 1, comprova-se que a diminuição do glicerol diminui a PVA que é o resultado esperado. Para futuros experimentos deve-se optar por um mínimo de glicerol para melhores valores de permeabilidade, entretanto os resultados encontrados foram melhores que os apresentados na literatura (ROCHA et. al., 2014).

* A porcentagem de proteína e amido foi calculada sobre a quantidade fixa de amido de 8g para 200 ml de solução. ** Valores codificados


Fonte: Autor

Conclusões

A metodologia desenvolvida neste trabalho de pesquisa permitiu a elaboração e a caracterização de filmes de amido, caseína e glicerol. Para a Permeabilidade ao Vapor de Água (PVA) observou-se que a formulação que possuía menor porcentagem de glicerol foi a que apresentou menor valor de PVA, pois o glicerol é altamente hidrofílico.

Agradecimentos

Referências

BRAGA. Andréa Helena. Preparation and characterization of coacervates films on based gelatin/chitosan, gelatin/pectin and gelatin/gum Arabic. Biblioteca digital da Unicamp, 2013. Disponível em: < http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?code=000912299>. Acesso em 10 de outubro de 2016.

LIMA, A.; LIMA, I.; SANTOS, A.; SILVA, V. Produção de polímeros naturais e plásticos biodegradáveis utilizando amido. 53º Congresso Brasileiro de Quimica, 2013.

ROCHA et al. Filmes compostos biodegradáveis a base de amido de mandioca e proteína de soja. Polímeros vol.24 no.5 São Carlos, Sept,/Oct. 2014 Epub Sep 22, 2014.

SCOPEL, Bianca Santinon, MASCARELLO, Júlia , RIBEIRO, Maria Eduarda, DETTMER, Aline, BALDASSO ,Camila. Agricultural mulch films produced form cornstarch and protein extracted from chromed leather wastes: thickness, water vapor transmission, nitrogen and chromium content. 5º Congresso Internacional de Tecnologias para o Meio Ambiente. Bento Gonçalves – RS, Brasil. Abril de 2016.