Microencapsulação de KNO₃ com amido de milho nativo e modificado por atomização

dc.contributor.advisor-co1Santos, Rodrigo Ragazzi dos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0570139033358988por
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0009-0000-0814-7259por
dc.contributor.advisor1Faez, Roselena
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0654750186618555por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9501-0794por
dc.contributor.authorJesus, Isabella Mikules de
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6114263827034052por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0003-5615-9547por
dc.date.accessioned2025-12-04T19:58:59Zeng
dc.date.issued2025-06-03eng
dc.description.abstractThe continuous growth of the global population has demanded increased food production, leading to the excessive use of fertilizers and worsening environmental damage. A promising way to mitigate these impacts is the use of enhanced efficiency fertilizers (EEFs), which consist of nutrients encapsulated in polymeric, ceramic, or composite matrices that control the release of nutrients into the soil. In this study, corn starch (modified or not) was evaluated as a matrix for encapsulating nutrients (K and N in the form of KNO₃) using the spray drying technique. The variation in the equimolar ratio of the encapsulated salts was analyzed, and in the case of amphoteric starch (with both positive and negative charges), its net charge and the degree of substitution of the cationic (3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride) and anionic (phosphate) functional groups were determined. Before spray drying, citric acid was directly added to the starch/KNO₃ solution, allowing for the formation of microcapsules with and without crosslinking. This approach aimed to promote in situ crosslinking of the biopolymers, with the goal of delaying nutrient release and enhancing the structural resistance of the microcapsules. Additionally, swelling tests were conducted to assess the effects of crosslinking on the physicochemical properties of the materials. The results indicated that crosslinked corn starch showed greater resistance to solubility and better control of nutrient release, proving more effective in simulated agricultural applications. In contrast, amphoteric starch was less efficient due to its high solubility in water, which compromised its controlled release capacity. Besides, the study proposes a pedagogical approach for high school education, based on the theme “The Chemistry of Fertilizers: Environmental Impacts and Polymer-Based Solutions,” using the STS (Science, Technology, and Society) perspective as a didactic resource.eng
dc.description.resumoO aumento contínuo da população mundial tem demandado uma maior produção alimentar, levando ao uso excessivo de fertilizantes e agravando os danos ambientais. Uma forma promissora para mitigar esses impactos é o uso de fertilizantes de eficiência melhorada (FEMs) que são compostos por nutrientes encapsulados em matrizes poliméricas, cerâmicas ou compósitas, que controlam a liberação de nutrientes no solo. Neste trabalho avaliou-se a aplicação de amido de milho (modificado ou não) como matriz para encapsular os nutrientes (K e N na forma de KNO3) utilizando a técnica de secagem por atomização (spray drying). Avaliou-se a variação na proporção equimolar dos sais encapsulados e, no caso do amido anfótero (com cargas positivas e negativas), determinou-se sua carga líquida e o grau de substituição dos grupos funcionais catiônicos (cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamônio) e aniônicos (fosfatos). Antes da secagem por atomização, o ácido cítrico foi adicionado diretamente à solução de amido/KNO₃, permitindo a formação de microesferas com e sem reticulação. Essa abordagem visou promover a reticulação in situ dos biopolímeros, com o objetivo de retardar a liberação dos nutrientes e aumentar a resistência estrutural das microesferas. Além disso, avaliou-se o grau de intumescimento para determinar os efeitos da reticulação nas propriedades físico-químicas dos materiais. Os resultados indicaram que o amido de milho reticulado apresentou maior resistência à solubilidade e melhor controle na liberação dos nutrientes, sendo mais eficaz em simulações de uso agrícola. Em contrapartida, o amido anfótero mostrou-se menos eficiente, devido à sua alta solubilidade em água, o que comprometeu sua capacidade de liberação controlada. Adicionalmente, propôs-se uma abordagem pedagógica para o ensino médio, baseada no tema “A Química dos Fertilizantes: Impactos Ambientais e Soluções com Polímeros”, utilizando a perspectiva CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade) como recurso didático.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.identifier.citationJESUS, Isabella Mikules de. Microencapsulação de KNO₃ com amido de milho nativo e modificado por atomização. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) – Universidade Federal de São Carlos, Araras, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23140.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23140por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus Araraspor
dc.publisher.courseQuímica - QL-Arpor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazileng
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/eng
dc.subjectBiopolímeropor
dc.subjectFertilizantes de eficiência melhoradapor
dc.subjectAmido anfóteropor
dc.subjectAmido de milhopor
dc.subjectBiopolymereng
dc.subjectEnhanced efficient fertilizereng
dc.subjectAmphoteric starcheng
dc.subjectCorn starcheng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA::POLIMEROS E COLOIDESpor
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveispor
dc.subject.ods2. Fome Zero e Agricultura Sustentávelpor
dc.subject.ods4. Educação de Qualidadepor
dc.titleMicroencapsulação de KNO₃ com amido de milho nativo e modificado por atomizaçãopor
dc.title.alternativeMicroencapsulation of KNO₃ with native and modified corn starch by spray dryingeng
dc.typeTCCpor

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