dc.contributor.author | Otoni, Caio Gomide | |
dc.date.accessioned | 2018-05-21T20:19:53Z | |
dc.date.available | 2018-05-21T20:19:53Z | |
dc.date.issued | 2017-05-19 | |
dc.identifier.citation | OTONI, Caio Gomide. Preparação, caracterização e otimização de biocompósitos poliméricos comestíveis reforçados com fibras vegetais. 2017. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2017. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10096. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10096 | |
dc.description.abstract | The ever-growing environmental concern arising from the unrestricted exploitation of fossil raw materials for the massive production of non-biodegradable materials, guided by the rapid increase in the world population as well as in the demand for foodstuffs, encourages research on alternative materials from renewable sources. Herein, edible biocomposites based on peach puree or carrot processing waste (CPW) were produced. Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) and cellulose fibers were added to play ligand and mechanical reinforcement roles, respectively. Previously, the film-forming components were comprehensively studied separately. The effects of HPMC chemical structure were investigated in order to choose a grade – Methocel® E4M – that leads to suitable physical-mechanical performance. Cellulose fibers were miniaturized by high-pressure microfluidization and its dispersion within the HPMC matrix was optimized through a central composite design (CCD). Seven microfluidization cicles were found to be ideal for the mechanical reinforcement of the matrix. Once the behaviors of miniaturized cellulose fibers, peach puree, and CPW in the HPMC matrix were elucidated, ternary mixture designs were carried out to set up correlations among biocomposites’ formulations and their mechanical properties. Optimized formulations were used to produce (i) biodegradable biocomposites featuring suitable physical-mechanical properties for packaging applications – using CPW, HPMC, and cellulose fibers – and (ii) edible bioplastics having unique sensory and nutritional characteristics by means of combining peach puree and HPMC. Finally, the production protocols of both materials were successfully scaled-up towards a pilot scale through a continuous casting approach, being the influence of the processing protocols on materials’ properties investigated. | eng |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights.uri | Acesso aberto | por |
dc.subject | Filmes comestíveis | por |
dc.subject | Polímeros biodegradáveis | por |
dc.subject | Compósitos poliméricos | por |
dc.subject | Resíduos agroindustriais | por |
dc.subject | Nanocelulose | por |
dc.subject | Edible films | eng |
dc.subject | Biodegradable polymers | eng |
dc.subject | Polymer composites | eng |
dc.subject | Agroindustrial waste | eng |
dc.subject | Nanocellulose | eng |
dc.title | Preparação, caracterização e otimização de biocompósitos poliméricos comestíveis reforçados com fibras vegetais | por |
dc.title.alternative | Study and optimization of edible polymeric biocomposites reinforced with cellulose fibers | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Mattoso, Luiz Henrique Capparelli | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5839043594908917 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Aouada, Márcia Regina de Moura | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2870655742911951 | por |
dc.description.resumo | A crescente preocupação ambiental desencadeada pela exploração exacerbada de matérias-primas fósseis para a produção de grandes volumes de materiais não biodegradáveis, impulsionada pelo crescimento acelerado da população mundial e da demanda por alimentos, motiva a pesquisa em materiais alternativos oriundos de fontes renováveis. Neste trabalho, biocompósitos comestíveis baseados em polpa de pêssego ou resíduo do processamento mínimo de cenoura (RPMC) foram produzidos. Para tal, hidroxipropilmetilcelulose (HPMC) e fibras de celulose foram adicionados como agentes ligante e de reforço, respectivamente. Antes, porém, os componentes filmogênicos foram extensivamente estudados de forma isolada. Investigaram-se os efeitos da estrutura química da HPMC de modo a selecionar um grade adequado – Methocel® E4M – do ponto de vista de desempenho físico-mecânico. As fibras de celulose foram cominuídas por microfluidização a alta pressão – 138 MPa –, sendo sua dispersão na matriz de HPMC otimizada através de delineamento composto central rotacional (DCCR). Concluiu-se que sete é o número de ciclos de microfluidização ideal para o reforçamento mecânico da matriz. Após compreender os efeitos isolados das fibras de celulose cominuídas, da polpa de pêssego e do RPMC na matriz de HPMC, experimentos de mistura ternários foram conduzidos para estabelecer correlações entre as formulações de biocompósitos e suas propriedades mecânicas. Formulações otimizadas foram selecionadas para produzir (i) biocompósitos biodegradáveis com desempenhos físico-mecânicos adequados à aplicações em embalagens, utilizando RPMC, HPMC e fibras de celulose, e (ii) bioplásticos comestíveis com propriedades nutricionais e sensoriais únicas através da combinação de polpa de pêssego e HPMC. Por fim, a produção de ambos os materiais foi escalonada com sucesso para a escala piloto por meio de uma abordagem contínua de casting, sendo a influência do processamento nas propriedades dos materiais finais estudada. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 14/23098-9 | por |
dc.description.sponsorshipId | FAPESP: 13/14366-7 | por |
dc.ufscar.embargo | Online | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/9403804691367376 | por |