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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7761
Tipo do documento: Dissertação
Título: Síntese e caracterização de nanocelulose a partir da folha de abacaxi (ananás comosus (L) merril) c.v. vitória
Autor: Barros, Silma de Sá 
Primeiro orientador: Manzato, Lizandro
Primeiro coorientador: Freitas, Flávio Augusto de
Primeiro membro da banca: Nascimento, Claudete Catanhede do
Segundo membro da banca: Poffo, Cláudio Michel
Resumo: As folhas do abacaxizeiro são normalmente queimadas ao final da colheita dos frutos, e, por isso, não são exploradas e aplicadas comercialmente. Nesse contexto, esse trabalho visou à caracterização da folha do abacaxi (FFA) da variedade Vitória, a qual é estudada pela primeira vez para a extração e caracterização de nanocristais de celulose (CNC) e nanofibrilas de celulose (CNF). Primeiramente, foram avaliados os teores de umidade (8%), de cinzas (6,2%), de extrativos (12 %), de lignina (20,28%), de holocelulose (54,75%) e de alfacelulose (46,85%), confirmando a possibilidade de obter um alto rendimento em celulose a partir desse rejeito. A purificação da celulose foi realizada através da aplicação de clorito de sódio (NaClO2) e de ácido acético glacial (CH3COOH), e a sua extração, seguiu-se com o isolamento dos CNCs, onde estes foram obtidos através de hidrólise ácida utilizando H2SO4 60% (m/m). Para o isolamento das CNFs, utilizou-se o método mecânico aplicando um moinho desfibrilador Super Mass Colloider. Após os dois processos, os materiais resultantes foram congelados e liofilizados para serem caracterizados. Em seguida, as amostras in natura, celulose, CNCs e CNFs foram caracterizadas pelas técnicas de fluorescência de raios X (FRX), de difração a Laser (DLS), de difração de raios X (DRX), de espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), de análise termogravimétrica (TGA) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por FRX, demonstrou-se que o elemento majoritário nas folhas é o potássio (55,28%), seguido de cálcio (31,15%), silício (2,89%) e manganês (2,71%). Nas análises de DRX, foi observada uma mudança em cada amostra analisada, onde a amostra in natura e a celulose apresentaram características de materiais semicristalinos com estruturas da celulose tipo I. Nas CNFs ocorreu um aumento na cristalinidade ao se comparar com a celulose extraída. No entanto, após vários ciclos, foi constatada uma queda na cristalinidade. Com relação aos CNCs, houve um aumento em sua cristalinidade evidenciando eficiência do método utilizado. Já os espectros de FTIR apresentaram bandas características de celulose, sendo semelhantes para todas as amostras. Através das análises TGA foi possível observar os estágios de degradação térmica dos materiais. Por fim, a técnica MEV evidenciou que a amostra in natura possui formato lamelar com superfícies lisas ao passo que, após a extração da celulose, esse formato é preservado, apenas alterando a superfície de lisa para rugosa. Assim, esse trabalho mostrou o alto potencial de produção de celulose e seus derivados a partir de um rejeito pouco aproveitado, agregando valor e dando possibilidade de novas aplicações.
Abstract: The pineapple leaves are usually burned at the end of the fruit harvest, and, therefore, are not explored and applied commercially. In this context, this work aimed to characterize the pineapple leaf (FFA) of the Vitória variety, which is studied for the first time for the extraction and characterization of cellulose nanocrystals (CNC) and cellulose nanofibrils (CNF). Firstly, moisture (8%), ash (6.2%), extractive (12%), lignin (20.28%), holocellulose (54.75%) and α-cellulose (46.85) contents were evaluated, confirming the possibility of obtaining a high cellulose yield from this waste. Purification of cellulose was carried out by applying sodium chlorite (NaClO2) and glacial acetic acid (CH3COOH). After the cellulose extraction, the CNCs were isolated, where they were obtained through acid hydrolysis, with 60% H2SO4 (w / w). For the isolation of CNFs, the mechanical method was used by applying a Super Mass Colloider defibrillator mill. After the two processes, the resulting materials were frozen and lyophilized to be characterized. Then, the milled samples, cellulose, CNCs and CNFs were characterized by the techniques of X-ray fluorescence (FRX), Laser diffraction (DLS), X-ray diffraction (DRX), infrared spectroscopy with Fourier transform (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM). By FRX, it was demonstrated that the major element in the leaves is potassium (55.28%), followed by calcium (31.15%), silicon (2.89%), and manganese (2.71%). In the XRD analyzes, a change was observed in each sample analyzed, where the fresh sample and the cellulose presented characteristics of semicrystalline materials with type I cellulose structures. cycles there was a drop in crystallinity and for CNCs there was an increase in crystallinity, showing efficiency of the method used. The FTIR spectra showed characteristic bands of cellulose, being similar for all samples. Through the TGA analyzes it was possible to observe the stages of thermal degradation was evidenced by SEM that the fresh sample has a lamellar shape with smooth surface, and, after cellulose extraction, this shape was preserved, with a change from smooth to rough surface. Thus, the leaves of the pineapple were shown to have a high potential to produce cellulose and its derivatives from an underutilized waste, adding value and allowing the possibility of new applications.
Palavras-chave: Ananás comosus
Nanocristais de celulose
Nanofibrilas de celulose
Celulose - Folha do Abacaxi
Potencial industrial da folha do abacaxi
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS
???metadata.dc.subject.user???: Ananás comosus
Celulose
Nanocristais de celulose
Nanofibrilas de celulose
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Amazonas
Sigla da instituição: UFAM
Departamento: Faculdade de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: BARROS, Silma de Sá. Síntese e caracterização de nanocelulose a partir da folha de abacaxi (ananás comosus (L) merril) c.v. vitória. 2020. 69 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
URI: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7761
Data de defesa: 13-Feb-2020
Appears in Collections:Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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