Extração e caracterização de nanocristais de celulose a partir de folhas de abacaxi

• Main Author: Santos, Roni Marcos dos
• Other Authors: Pasquini, Daniel
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Uberlândia 2016
• Subjects: Folha de abacaxi; Nanocristais de celulose; Resíduo agrícola; Reutilização; Nanocristais; Resíduos agrícolas; Abacaxi; Pineapple leaf; Cellulose nanocrystals; Agricultural residue; Reuse; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Online Access: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17379

The pineapple leaf (PL) is an agricultural waste with annual output and available in abundance, whereas in 2011 were produced about three million tons, being rarely used and currently has a low commercial value. Therefore, this agro-waste deserves to be better and/or properly used. The aim of this study was to explore PL as a source of raw material for the production of cellulose nanocrystals (CN). The CN were extracted by acid hydrolysis at 45°C for 5, 30 and 60 minutes, using 20 mL of H2SO4 (9.17 M) for each gram of material. The resulting CN were characterized by crystallinity index, morphology (shape and size) and thermal stability. Among the hydrolysis conditions carried out, the best extraction time was 30 minutes, with yield of 65%. At this extraction time, the CN presented a needle-shaped nature, high thermal stability (225 °C) when compared to the thermoplastic processing temperature (about 200 °C), high crystallinity (87.3%) relative to other sources CN cellulosic derived from agricultural residues (e.g., soy hull 73.5%), an average length of 249.7 ± 51.5 nm and a diameter of 4.45 ±1.41 nm, giving an aspect ratio (L/D) of around 60. Therefore, CN obtained from PL has great potential as reinforcement in the manufacture of nanocomposites. The production of CN from this underutilized agro-waste has commercial application potential that can add value to the pineapple cultivation, generate extra income for farmers and also help in agribusiness diversification. In addition, the reuse of these residues allows a significant reduction in both the volume of waste accumulated in the environment and in the extraction of raw materials, which is against the concept of sustainable development. === A folha do abacaxi (PL) é um resíduo agrícola com produção anual e disponível em abundância, visto que em 2011 foram produzidas aproximadamente três milhões de toneladas, sendo utilizado muito raramente, tem atualmente um baixo valor comercial. Portanto, este resíduo agrícola merece ser melhor e/ou usado corretamente. O objetivo deste estudo foi o de explorar a PL, como fonte de matéria prima para a produção de nanocristais de celulose (CN). Os CN foram extraídos por meio de hidrólise ácida, a 45 °C durante 5, 30 e 60 minutos, utilizando-se 20 mL de H2SO4 (9,17 M) para cada grama de fibra de celulose purificada obtida da PL. Os CN resultantes foram caracterizados por índice de cristalinidade, morfologia (forma e tamanho), e estabilidade térmica. Entre as condições de hidrólise realizadas, o melhor tempo de extração foi de 30 minutos, com rendimento de 65%. Neste tempo de extração, os CN apresentaram-se em forma de agulha, estabilidade térmica elevada (225 °C) quando comparada a temperatura de processamento dos termoplásticos (cerca de 200 °C), elevada cristalinidade (87,3%) em relação à NC de outras fontes celulósicas oriunda de resíduos agrícolas (por exemplo, a casca de soja 73,5%), um comprimento médio (L) de 249,7 ± 51,5 nm e um diâmetro (D) de 4,45 ± 1,41 nm, dando um razão de aspecto (L/D) de cerca de 60. Por conseguinte, os CN obtidos a partir da PL têm um grande potencial como reforço na produção de nanocompósitos. A produção dos CN a partir deste resíduo agrícola subutilizado tem potencial para aplicação comercial que pode agregar valor ao cultivo de abacaxi, gerar renda extra para os agricultores e também ajudar na diversificação do agronegócio. Além disso, a reutilização desses resíduos permite uma redução significativa, tanto no volume de resíduos acumulados no meio ambiente como na extração de matérias-primas, o que vem de encontro com o conceito de desenvolvimento sustentável. === Mestre em Química