Efectos de la adición de cáscara de arroz en la fotodegradación y biodegradación de biopolímeros en pectina termoplastificada
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i6.42221Palabras clave:
Sílice; Cáscara de arroz; Fotodegradacíon; Biodegradacíon; Polímeros naturales.Resumen
El elevado consumo de plásticos sintéticos trae muchos impactos nocivos, así desarrollo de envases biodegradables se vuelve necesidad actual. La producción de biopolímeros a partir de compuestos como la pectina y la sílice ha mostrado gran potencial de aplicación. La cáscara de arroz, rica en sílice, puede ser usada como refuerzo mecánico. Este estudio tuvo como objetivo preparar y caracterizar películas de pectina incorporadas con cáscara de arroz y sílice, con el fin de mejorar sus propiedades con enfoque en fotodegradación y biodegradación. Y así, evaluar los efectos de la adición de estos componentes sobre la permeabilidad al vapor de agua (PVA) propiedades mecánicas, espesor, color, fotodegradación y biodegradación. Las películas se caracterizaron y los resultados mostraron que la adición de cascarilla de arroz y sílice provocó que los biopolímeros tuvieran diferencia de color perceptible al ojo humano (∆E entre 1,5 y 5,0). Las muestras fueron amarillentas, rojizas y con luminosidad intermedia. La incorporación de cascarilla de arroz y sílice provocó un aumento de espesor y PVA. Se observó que con esta adición llevo a una menor resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura, y aumentó el módulo de elasticidad. Además, los resultados mostraron que las películas presentaron alta tasa de biodegradación y baja tasa de fotodegradación, ser son capaces de resistir la acción de la luz sin alterar su biodegradación. Por lo tanto, fue posible observar que las películas de pectina y cáscara de arroz o pectina y sílice tienen viabilidad de aplicación en diversas áreas.
Citas
Ammala, A., Bateman, S., Dean, K., Petinakis, E., Sangwan, P., Wong, S., Yuan, Q., Yu, L., Patrick, C., & Leong, K. (2011). An overview of degradable and biodegradable polyolefins. Progress in Polymer Science, 36(8), 1015-1049.
António, J., Tadeu, A., Marques, B., Almeida, J. A., & Pinto, V. (2018). Application of rice husk in the development of new composite boards. Construction and Building Materials, 176, 432-439.
Apolonio, P., Lima, J., Marinho, E., Nobrega, A., Freitas, J., & Martinelli, A. (2020). Produção de geopolímeros utilizando cinza da casca de arroz como fonte complementar de sílica. Cerâmica, 66, 172-178.
Araújo, B. A., de Freitas, L. S., Sarmento, K. K. F., Bezerra, V. R., de Lima, C. A. P., & de Medeiros, K. M. (2021). A aplicação de polímeros biodegradáveis como uma alternativa sustentável. Research, Society and Development, 10(9), e49010918248-e49010918248.
ASTM-D618. (2000). D618, Standard Practice for Conditioning Plastics for Testing, ASTM International, West Coshoshocken, PA.
ASTM-D882. (2002). Standard test methods for tensile, properties of thin plastic sheeting.
ASTM-E96/E96M. (2016). E96/E96M-16 Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials West Conshohocken. In: PA.
ASTM. (2003). G160-03: standard pratice for evaluating microbial susceptibility of nonmetallic materials by laboratory soil burial. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA.
Canevarolo Júnior, S. (2003). Análise térmica dinâmico-mecância. Técnicas de Caracterização de Polímeros. São Paulo: Artliber Editora, 263-284.
Carvalho, R. A., Santos, T. A., de Oliveira, A. C. S., de Azevedo, V. M., Dias, M. V., Ramos, E. M., & Borges, S. V. (2019). Biopolymers of WPI/CNF/TEO in preventing oxidation of ground meat. Journal of Food Processing and Preservation, 43(12), e14269. https://doi.org/10.1111/jfpp.14269
Chaichi, M., Hashemi, M., Badii, F., & Mohammadi, A. (2017). Preparation and characterization of a novel bionanocomposite edible film based on pectin and crystalline nanocellulose. Carbohydrate Polymers, 157, 167-175.
Co-operation, O. f. E., & Development. (2022). Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2060. OECD Publishing.
Correa, P. M. (2020). Concreto ambientalmente mais sustentável com inclusão de cinza de casca de arroz sem controle de queima e polipropileno pós-consumo.
da Silva, J. O., Barros, S. V. A., Dantas, G. C. B., & Pimentel, P. M. (2020). Caracterização da cinza da casca de arroz visando aplicação na confecção de materiais alternativos para construção civil. Revista de Ciências Ambientais, 14(1), 17-23.
de Andrade Feitosa, B. (2015). Estudo das propriedades térmicas e morfológicas de filmes poliméricos produzidos com sílica proveniente das cinzas da casca do arroz.
de Camargo, L., Moreira, F., Marconcini, J., & Mattoso, L. (2013). Avaliação do efeito de plastificante induzido pelo glicerol em filmes de pectina reforçados com nanopartículas de Mg (OH) 2.
de Castro e Silva, P., de Oliveira, A. C., Pereira, L. A., Valquíria, M., Carvalho, G. R., Miranda, K. W., Marconcini, J. M., & Oliveira, J. E. (2020). Development of bionanocomposites of pectin and nanoemulsions of carnauba wax and neem oil pectin/carnauba wax/neem oil composites. Polymer Composites, 41(3), 858-870.
de Oliveira, A. C. S., Ferreira, L. F., de Oliveira Begali, D., Ugucioni, J. C., de Sena Neto, A. R., Yoshida, M. I., & Borges, S. V. (2021). Thermoplasticized Pectin by Extrusion/Thermo-Compression for Film Industrial Application. Journal of Polymers and the Environment. https://doi.org/10.1007/s10924-021-02054-0
de Oliveira Begali, D., Ferreira, L. F., de Oliveira, A. C. S., Borges, S. V., de Sena Neto, A. R., de Oliveira, C. R., Yoshida, M. I., & Sarantopoulos, C. I. G. L. (2021). Effect of the incorporation of lignin microparticles on the properties of the thermoplastic starch/pectin blend obtained by extrusion. International Journal of Biological Macromolecules, 180, 262-271. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.03.076
De Souza, M., Magalhães, W., & Persegil, M. (2002). Silica derived from burned rice hulls. Materials Research, 5, 467-474.
Della, V. P., Kühn, I., & Hotza, D. (2005). Reciclagem de resíduos agro-industriais: Cinza de casca de arroz como fonte alternativa de sílica. Cerâmica Industrial, 10(2), 22-25.
Donati, N. (2022). Desenvolvimento de compósitos biodegradáveis à base de amido de mandioca e cinza da casca de arroz revestidos com os polímeros biodegradáveis PLA e PBAT.
dos Santos, T. A., de Oliveira, A. C. S., Lago, A. M. T., Yoshida, M. I., Dias, M. V., & Borges, S. V. (2021). Properties of chitosan–papain biopolymers reinforced with cellulose nanofibers. Journal of Food Processing and Preservation, n/a(n/a), e15740. https://doi.org/https://doi.org/10.1111/jfpp.15740
Fernandes, L., Sabino, M., & Rossetto, H. (2014). Método de extração de sílica da casca do arroz. Cerâmica, 60, 160-163.
Ferreira, D. F. (2014). Sisvar: a Guide for its Bootstrap procedures in multiple comparisons. Ciência e Agrotecnologia, 38(2), 109-112.
Franco, G. T. (2019). Desenvolvimento de filmes biodegradáveis baseados em pectina e nanofibras de celulose funcionalizadas.
Gamboa, V. S., Ries, L. A. d. S., & Gasparin, F. P. (2021). Aplicação da casca de arroz como bioadsorvente para remoção de CR (VI) em soluções aquosas diluídas. Simpósio sobre Sistemas Sustentáveis (6.: 2021:[On-line]). Anais: volume 1: artigos publicados como resumos. Toledo, PR: GFM, 2021.
Geuskens, G. (1975). Photodegradation of polymers. In Comprehensive Chemical Kinetics (Vol. 14, pp. 333-424). Elsevier.
Guimarães, M., Botaro, V. R., Novack, K. M., Teixeira, F. G., & Tonoli, G. H. D. (2015). High moisture strength of cassava starch/polyvinyl alcohol-compatible blends for the packaging and agricultural sectors. Journal of Polymer Research, 22(10), 192. https://doi.org/10.1007/s10965-015-0834-z
Hoffmann, R., Jahn, S., Bavaresco, M., & Sartori, T. (2002). Aproveitamento da cinza produzida na combustão da casca de arroz: estado da arte. Congresso Brasileiro de Energia.
Mateus, D. N., Santos, M. C. C., & PEREIRA, P. (2021). Produção e caracterização de compósitos obtidos a partir da incorporação de casca de arroz em blendas de polipropileno virgem e reciclado/Production and characterization of composites obtained from the incorporation of rice husk in virgin and recycled polypropylene bends. Brazilian Journal of Development, 7(9), 86910-86919.
Mattiello, N. A., Silva, C. R. L. D., Campos, G. S., & Carvalho, L. D. (2021). Inovações tecnológicas que buscam reduzir o problema gerado pelo lixo plástico: O uso de plásticos tem aumentado significativamente com o passar dos anos, bem como a poluição associada à ele. Portanto, uma análise criteriosa se torna necessária para buscar informações sobre o enfrentamento desse problema. Anais do Congresso Nacional Universidade, EAD e Software Livre.
Matuana, L. M., Kamdem, D. P., & Zhang, J. (2001). Photoaging and stabilization of rigid PVC/wood‐fiber composites. Journal of Applied Polymer Science, 80(11), 1943-1950.
Ministério do Meio Ambiente. (2005). Impacto das embalagens no meio ambiente. Retrieved June 15, 2023, from https://antigo.mma.gov.br/responsabilidade-socioambiental/producao-e-consumo-sustentavel/consumo-consciente-de-embalagem/impacto-das-embalagens-no-meio-ambiente.html
Moraes, N. F. d. S. (2020). Desenvolvimento de filmes sustentáveis à base de pectina extraída do albedo do pomelo (Citrus Grandis).
Nascimento, I. S., Santos, I. M., da Silva, M. G., & Machado, R. F. G. (2018). Reduzindo os impactos do consumo de plástico: canidinho biodegradável.
Oliveira, L., Alves, R., Sarantópoulos, C., Padula, M., Garcia, E., & Coltro, L. (1996). Ensaios para avaliação de embalagens plásticas flexíveis. Campinas: ITAL, CETEA.
Oliveira, N. L., Rodrigues, A. A., Oliveira Neves, I. C., Teixeira Lago, A. M., Borges, S. V., & de Resende, J. V. (2019). Development and characterization of biodegradable films based on Pereskia aculeata Miller mucilage. Industrial Crops and Products, 130, 499-510. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.01.014
Pachla, E. C. (2022). Análise da durabilidade de compósitos cimentícios leves com incorporação de casca de arroz.
Quispe, M. M., Lopez, O. V., & Villar, M. A. (2019). Oxidative degradation of thermoplastic starch induced by UV radiation.
Rabek, J. F. (2012). Polymer photodegradation: mechanisms and experimental methods. Springer Science & Business Media.
Ramos, E. M., & Gomide, L. A. M. (2017). Avaliação da qualidade de carne: fundamentos e metodologias Editora UFV, Viçosa, Minas Gerais, BR, 1.
Ribeiro, A. C. B. (2022). Filmes ativos de pectina e compostos fenólicos da casca da manga para aplicação em embalagens de alimentos.
Schneider, A., Silva, D., Garcia, M., Grigull, V., Mazur, L., Furlan, S., Aragao, G., & Pezzin, A. (2010). Biodegradation of poly (3-hydroxybutyrate) produced from Cupriavidus necator with different concentrations of oleic acid as nutritional supplement. Journal of Polymers and the Environment, 18, 401-406.
Steudner, S. H., Wiebeck, H., & Clemesha, M. D. R. (2004). Aproveitamento de resíduos da rizicultura (casca do arroz) em compósitos a base de polipropileno. ICTR/NISAM: livro de resumo.
Thakur, B. R., Singh, R. K., Handa, A. K., & Rao, M. (1997). Chemistry and uses of pectin—A review. Critical Reviews in Food Science & Nutrition, 37(1), 47-73.
Valadez-Gonzalez, A., & Veleva, L. (2004). Mineral filler influence on the photo-oxidation mechanism degradation of high density polyethylene. Part II: natural exposure test. Polymer Degradation and Stability, 83(1), 139-148.
Wei, L., Liang, S., & McDonald, A. G. (2015). Thermophysical properties and biodegradation behavior of green composites made from polyhydroxybutyrate and potato peel waste fermentation residue. Industrial Crops and Products, 69, 91-103.
Yalcin, N., & Sevinc, V. (2001). Studies on silica obtained from rice husk. Ceramics international, 27(2), 219-224.
Zou, Y., & Yang, T. (2019). Rice husk, rice husk ash and their applications. In Rice bran and rice bran oil (pp. 207-246). Elsevier.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2023 Juliana Belani; Josiane Matias Tessmer; Laura Coelho Almeida; Anita Dutra Vieira; Ana Carolina Salgado de Oliveira; Marcelo Möller Alves; Soraia Vilela Borges; Anômora Ariane Rochido dos Santos Cotta
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
