Volume 1, Número 3 | 2023
Pesquisas e desenvolvimento em Processos Químicos: aplicações do conhecimento da Química em produtos e tecnologia de ponta
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CADERNOS DE PESQUISA
F a c u l d a d e M e t r o p o l i t a n a d e A n á p o l i s – F A M A
CADERNOS DE PESQUISA
F a c u l d a d e M e t r o p o l i t a n a d e A n á p o l i s – F A M A
Com periodicidade semestral, o periódico Cadernos de Pesquisa publica trabalhos originais, inéditos, com mérito científico, que contribuam para o estudo das diversas áreas do conhecimento associado às atividades de pesquisa desenvolvidas por professores e estudantes dos cursos de graduação e pós-graduação oferecidos pela Faculdade Metropolitana de Anápolis - FAMA. O objetivo é possibilitar a integração acadêmica e o intercâmbio científico e institucional. Os Cadernos de Pesquisa adotam a versão on-line, em sistema de publicação continuada de textos completos, resumos expandidos e resumos simples. Recomendamos aos autores a leitura atenta das Diretrizes aos Autores antes de submeterem seus trabalhos aos Cadernos de Pesquisa.
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CORPO EDITORIAL
EDITORES
Alline Emannuele Chaves Ribeiro Paula Leticia de Melo Souza
COORDENAÇÃO GERAL Flávia Simonassi
COORDENAÇÃO DA EDIÇÃO Reinan de Oliveira da Cruz
CONSELHO EDITORIAL Alline Emannuele Chaves Ribeiro
Elaine Ferreira de Oliveira Emerson Adriano Sill Getúlio Gomes Junqueira
Gustavo Mota Galvão Hélio Almeida de Paula Hermindo Elizeu da Silva
Klaus Newman da Luz Luciana Dias Guimarães
Marcio Martins de Lima Paula Letícia de Melo Souza
Rafael Batista Ferreira Rafael Choze
Rodrigo Nascimento Portilho Faria Sibele Maki de Souza
Tiago José Duarte Rézio
REVISÃO
Paula Leticia de Melo Souza Reinan de Oliveira da Cruz
CADERNOS DE PESQUISA
Faculdade Metropolitana de Anápolis | FAMA
Av. Fernando Costa, 49 - Vila Jaiara - St. Norte, Anápolis - GO, 75.064-780 Telefone: (62) 3310-0000
FICHA CATALOGRÁFICA
C130 Caderno de Pesquisa: Pesquisa e desenvolvimento em Processos Químicos: aplicações do conhecimento da Química em produtos e tecnologia de ponta. Alline Emannuele Chaves Ribeiro; Paula Leticia de Melo Souza (Editores); Flávia Simonassi, Reinan de Oliveira da Cruz (Coordenadores) – 1. ed. – Anápolis, 2023.
186 p.
Formato PDF
Inclui Referências bibliográficas ISBN: 978-85-69676-29-4
1. Química. 2. Processos químicos. 3. Tecnologia. 4. Pesquisa e desenvolvimento.
5. Produtos de tecnologia de ponta. 6. Tecnologia e inovação. I.RIBEIRO, Alline Emannuele Chaves. II.SOUZA, Paula Letícia de Melo. III. CRUZ. Reinan
de Oliveira da. IV. SIMONASSI, Flavia. V. Faculdade Metropolitana de Anápolis - FAMA.
VI. Título.
CDU – 66.0
Ficha elaborada pela Faculdade Metropolitana de Anápolis – FAMA Bibliotecária: Maria de Fátima Lopes Gomes – Faculdade FAMA | CRB1-3416.
5 S U M Á R I O
Artigos
Capacidade de adsorção de carvão ativado para a remoção do corante azul de metileno Arlaniel Cardoso e Silva, Márcia Pereira Da Silva, Gabriel Victor Simões Dutra
07
Extração do amido de Hedychium coranarium para elaboração de filme biodegradável Patrícia Silva Martins, Alline Emannuele Chaves Ribeiro
23
Avaliação do teor de dipirona comprimido 500 mg em medicamentos referência, similar e genérico em diferentes locais de armazenamento por titulação iodométrica Stephanie Rodrigues, Tamires Mendes Pereira, Rafael Choze
37
Perfil de dissolução de comprimidos de prednisona 20 mg Weslei Silva Martins, Getúlio Gomes Junqueira
50
Bagaço de cana-de-açúcar nanomodificado atuando na remoção do corante azul de metileno Kaio Cesar Dias Pereira, Macel da Cunha Donizeth, Gabriel Victor Simões Dutra
65
Geleias de romã elaboradas com diferentes tipos de açúcares e pectina da farinha do albedo da casca do maracujá Isabella Tiffany Barbosa Azevedo, Letícia Souza Cruz, Alline Emannuele Chaves Ribeiro
80
Avaliação da interferência do local de armazenamento na estabilidade do medicamento contendo ácido acetilsalicílico comprimido Ananda Amorim Yamaguchi, Hilton Rodovalho De Sá Silva, Rafael Choze
97
Validação de operações assépticas na indústria farmacêutica:
Media Fill Matheus dos Santos Nunes, Alline Emannuele Chaves Ribeiro
120
Etapas de processamento do ovo em pó por nebulização:
estudo de caso Jéssica cristina Rodrigues Araújo, Gabriel Victor Simões Dutra
123
Elaboração de esmalte de unha a partir do biopolímero goma laca indiana e poli (acetato de vinila) em substituição a
nitrocelulose e formaldeído Vanessa Felipe de Deus,Raquel Rodrigues de Sousa Carvalho, Gabriel Victor Simões Dutra
144
ARTIGOS
7
CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DE CARVÃO ATIVADO PARA A REMOÇÃO DO CORANTE AZUL DE METILENO
ADSORPTION CAPACITY OF ACTIVATED CARBON FOR THE REMOVAL OF METHYLENE BLUE DYE
Arlaniel Cardoso e Silva1 Márcia Pereira Da Silva 2 Gabriel Victor Simões Dutra3
RESUMO
O objetivo do trabalho foi realizar o estudo da adsorção do corante azul de metileno utilizando como material adsorvente o carvão ativado. Foram utilizadas duas diferentes concentrações de carvão ativado (25 e 50 mg), com três tempos de exposição sendo eles 10, 20 e 30 min, foi analisado a taxa de remoção do corante e o pH resultante da solução. O tratamento com 50 mg de carvão ativado e submetido à exposição de 30 min, apresentou 90,42% de remoção do corante. O Teste 3 apesar de ter metade da massa do material adsorvente, apresentou uma taxa de remoção de apenas 10% a menos em relação ao Teste 6. O Teste 3 torna-se mais viável, pois com 25 mg de carvão ativado demonstra uma eficácia semelhante ao teste realizado com 50 mg.
Dessa forma, o carvão ativado, quando utilizado como material adsorvente, pode ser eficaz para a remoção de azul de metileno em nestas condições de experimento.
Palavras‐chave: remoção de corantes; sítios catiônicos; adsorventes; tratamento de água.
ABSTRACT
The aim of this work was to study the adsorption of methylene blue dye using activated carbon as adsorbent material. Two different concentrations of activated carbon (25 and 50 mg) were used, with three exposure times (10, 20 and 30 min), the dye removal rate and the resulting pH of the solution were analyzed. The treatment with 50 mg of activated charcoal and subjected to exposure for 30 min, showed 90.42% of dye removal. Test 3, despite having half the mass of the adsorbent material, showed a removal rate of only 10% less compared to Test 6. Test 3 becomes more viable, as with 25 mg of activated carbon it demonstrates similar effectiveness to the test carried out with 50 mg. Thus, activated carbon, when used as adsorbent material, can be effective for removing methylene blue under these experimental conditions.
Keywords: dye removal; cationic sites; adsorbent; water treatment.
1Graduado em Tecnologia em Processos Químicos pela Faculdade Metropolitana de Anápolis - FAMA.
2Graduada em Tecnologia em Processos Químicos pela Faculdade Metropolitana de Anápolis - FAMA.
3Doutor em Química pela Universidade de Brasília (UnB) e Mestre em Ciências Moleculares pela Universidade Estadual de Goiás (UEG).
1 INTRODUÇÃO
Todo ser vivo ao conviver com o ambiente a sua volta de uma forma ou outra gera resíduos. Estes resíduos acabam interferindo na ordem natural do meio, a não ser que estes resíduos sejam biodegradáveis, ou seja, que o ambiente por si mesmo possa degradar e consumir os mesmos. Assim, a humanidade desenvolve processos que acumulam coprodutos ou resíduos em forma de matéria e impactam econômico, político, social e sanitariamente e afetam a saúde e o conforto do próprio (DERISIO et al., 2017).
Efluentes industriais e domésticos possuem contaminantes que trazem riscos ao ambiente e a saúde. Devido os processos industriais em que a água entra em contato com matérias primas, equipamentos e resíduos. As indústrias podem apresentar em seus efluentes, metais tóxicos e micro poluentes orgânicos que necessitam de um tratamento específico para sua completa remoção (AKADAKARI, 2022).
Um setor industrial que possui uma grande carga de efluentes é o têxtil, por ter um grande volume de produção, sabendo que em 2018, alcançou medidas acima de 2 milhões de toneladas. Os efluentes gerados são compostos em sua maioria por corantes que acabam não sendo absorvidos durante o processamento das peças, cada fábrica contém características variadas dependendo do tipo de corante e produtos químicos que são utilizados no processo (TASSI, 2022).
Os resíduos que são gerados pelo setor têxtil, apresentam forte coloração, e possuem massa molar relativamente alta e baixa biodegradabilidade, quando descartados de forma incorreta prejudicam o desenvolvimento da fauna e da flora (SILVA, 2020).
A adsorção em compostos orgânicos por carvão ativado é uma das formas mais utilizadas para o tratamento dos efluentes nas indústrias. Este possui uma estrutura micro porosa, podendo ser obtida pela presença de uma variedade de materiais que possuam carbono como estrutura principal, incluindo madeira, lignina, casca de coco, açúcares etc. A sua capacidade de adsorção é explicada pela alta área superficial e uma diversidade de grupos funcionais em sua superfície. Sua estrutura é basicamente formada por uma base grafítica em que as suas extremidades podem acumular uma série de elementos como, por exemplo, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio (GUILARDUCI et al., 2011).
9 A operação de adsorção pode ou não sofrer influência de diversos fatores, tais como; variações de temperatura, pressão, área superficial do adsorvente, a velocidade de agitação. pH da solução, tempo da operação, quantidade de material adsorvente, fatores nos quais possivelmente podem atrapalhar o processo ou até mesmo não ser possível realizar a operação. Como destinar corretamente este material adsorvente após a operação de adsorção também merece atenção (JÚNIOR et al.,2022).
Segundo Almeida 2019, a adsorção tem uma eficiência notável na remoção de corantes utilizados em indústrias têxteis, com isso conseguindo remover quase todo corante durante o tratamento. Este tipo de tratamento não necessita de uma grande área para ser executado, além de possuir um baixo custo e um curto período para o tratamento dos efluentes, ela se define como uma técnica rápida. Nesse contexto, o presente trabalho visa avaliar a capacidade adsortiva do carvão ativado na remoção do corante azul de metileno de efluentes têxteis.
2 ÁGUA E SUAS FORMAS DE TRATAMENTO
A água é um elemento essencial para toda forma de vida existente na terra.
Estando diretamente relacionada à saúde populacional e um recurso essencial sendo responsável pela criação de condições de desenvolvimento de plantas e animais (SILVA, 2021).
Ao longo do tempo todas as civilizações desenvolveram seus próprios métodos para utilizar a água de maneira mais adequada. Atualmente, a forma como a água é utilizada e os efluentes são tratados é frequentemente alterada e atualizada para lidar melhor com esses resíduos. (CASARIN; DOS SANTOS, 2011).
No tratamento de água podem ser aplicados diversos procedimentos sendo alguns deles: floculação, coagulação, decantação, filtração, adsorção entre outros.
Dentre estes procedimentos citados, alguns utilizam produtos químicos que ao serem adicionados de maneira inapropriada juntamente com água para a realização do seu tratamento podem acabar deixando resíduos ao final desta etapa, podendo contribuir para o desenvolvimento de problemas de saúde para a população. Com isso, todos os procedimentos realizados para o tratamento de água dever ser supervisionadas ao longo de todas as etapas, com o intuito de garantir que a água tratada atenda aos padrões de potabilidade ditados pela legislação (GOMES, 2015).
3 INDÚSTRIA TÊXTIL
De acordo com a Associação Brasileira da Indústria Têxtil e de Confecção, as indústrias têxteis possuem uma longa cadeia de produção, que vem desde o cultivo no campo até a confecção, sendo um dos setores mais tradicionais no mundo. Segundo o economista industrial Biagio de Oliveira Mendes Júnior, o setor têxtil passa por um crescimento em torno de 2,8%, com ganho que chega a ultrapassar 320 bilhões de dólares, sendo a China responsável por cerca de 54% da produção mundial destes materiais. O Brasil é o maior produtor do ocidente, mas ainda assim, ocupa a quinta posição no ranking mundial de produtores de materiais têxteis (TASSI, 2022).
Na mesma linha de raciocínio, TASSI (2022), mesmo com sua baixa posição na exportação de materiais têxteis, o Brasil possui uma alta produção, em seu maior êxito no mercado interno, chegando à marca de 2 milhões de toneladas confeccionadas no ano de 2018, com um faturamento de 50 bilhões de dólares, e com crescimento contínuo previsto para anos posteriores.
A indústria têxtil teve seus primeiros passos no Brasil nos tempos coloniais, onde a extração do Pau Brasil criou as primeiras interações com Índios e portugueses. Nesse período os índios cortavam e carregavam as árvores de Pau Brasil para os Portugueses e em troca recebiam valorosos objetos ao seu ponto de vista, mas quase sem valor nenhum para os portugueses, onde alguns destes materiais eram, miçangas, espelhos, armas brancas, tecidos, dentre outros (GENARO; ALVES, 2022).
No Brasil, as indústrias têxteis têm um valor socioeconômico significativo, sendo ele o segundo maior em empregabilidade da indústria de transformação. Mesmo com pontos positivos no quesito econômico, a indústria têxtil é destacada como uma das maiores consumidoras de água em todo mundo (ALMEIDA et al., 2019). A indústria têxtil consome cerca de 15% do total das águas utilizadas pelos setores industriais mundiais (TWARDOKUS, 2004).
Segundo Almeida et al (2019), a indústria têxtil consome mais água na sua etapa de tintura e acabamento dos tecidos produzindo cerca de 50 a 100 L de efluente por cada quilo de tecido acabado. Esta etapa de tintura, do ponto de vista ambiental é o mais alarmante por causa dos variados produtos químicos adicionados durante este processo. Entre os compostos usados na indústria têxtil, os corantes têm sido um dos maiores vilões das águas residuais. É possível diminuir os efeitos negativos dos
11 corantes substituindo os mesmos por produtos biodegradáveis, bem como pela separação da água.
Nesse contexto é importante relembrar que a remoção de corantes no Brasil é feita por adsorção, operação que utiliza o carvão ativado como substância adsorvente (TONIOLLO et al, 2015).
4 ADSORÇÃO
Diversos métodos tanto químicos, físicos, físico-químicos e biológicos foram estudados e desenvolvidos para facilitar a remoção de corantes e pigmentos de efluentes industriais. Alguns desses métodos baseiam-se na operação de adsorção, que também pode ser definida como extração em fase sólida (GOMES, 2015).
Nas últimas décadas a adsorção adquiriu um espaço importante dentre as operações de separação e purificação, se tornando um dos mais populares. Este método de tratamento além de uma grande variabilidade de aplicações práticas na indústria é um dos métodos mais eficientes no tratamento de efluentes, destacando os efluentes que possui substâncias que não se degradam biologicamente, assim como substâncias orgânicas e corantes (NASCIMENTO et al., 2020).
A adsorção pode ocorrer de dois modos: a adsorção química em que se forma uma monocamada na superfície do material adsorvente, devido a ação de contato dos materiais com as moléculas do adsorvato, este tipo de adsorção pode ser mais lenta do que a física, mas em alguns casos a reação ou a dissolução do soluto podem ocorrer e modificar sua originalidade. A operação de adsorção física tem como principal mecanismo de interação as forças de Van Der Waals, em que ocorre formação de multicamadas de moléculas do adsorvato na superfície do adsorvente (TASSI, 2022).
Esta operação de adsorção é definida como uma operação de transferência de massa, a qual estuda a capacidade de alguns sólidos tem de aderir determinadas substâncias existentes em fluidos líquidos ou gasosos em sua superfície (NASCIMENTO et al., 2020).
Diversas substâncias adsorventes são utilizadas para esse tratamento, sendo eles, turfa, alumina, sepolita, zeolita, espuma de poliuretano, derivados da celulose no formato de carvão ativado e outros (GOMES, 2015).
5 CARVÃO ATIVADO
O carvão ativado é um sólido amorfo que apresenta uma alta área superficial interna e grande região porosa é um composto de origem mineral ou vegetal que possuem propriedades notáveis devido à sua área superficial, incluindo a eliminação de substâncias de diferentes concentrações, composições e tamanhos (SENA et al., 2022). Por possuir uma estrutura porosa e uma grande capacidade de adsorver gases, líquidos e vapores, ele tem sido amplamente estudado (DE MORAIS, 2014).
O uso do carvão ativado é conhecido desde a Antiguidade devido a sua propriedade adsorvente. No antigo Egito, por volta dos anos 1600 a.C., o carvão ativado era utilizado na purificação de óleos e para aplicações medicinais. Foi encontrado no Japão em um antigo santuário, construído no século XIII, um poço para água subterrânea equipado com um filtro de carvão vegetal no fundo.
Embora a capacidade purificadora do carvão ativado seja conhecida há milhares de anos, a primeira aplicação comercial registrada foi no final do século XVIII na indústria da cana-de-açúcar (SILVA, 2005) e o primeiro registro do uso de carvão ativado para fins de tratamento de água é datado de 1910, com a instalação de um filtro de carvão ativo para subprodutos clorados da água da cidade na Inglaterra. Das substâncias adsorventes existentes, o carvão ativado por possuir um alta taxa de remoção, é a substância mais utilizada no tratamento de águas residuais (DE COSTA et al., 2015).
6 CORANTES
Os corantes são definidos como uma substância capaz de aferir cor a um determinado produto, tais como em um tecido, papel, couro e diversos outros materiais.
Os corantes têxteis têm ação sobre as fibras dos tecidos através de adsorção ou mesmo por ligações iônicas ou covalentes (ZANONI; YAMANAKA, 2016).
Os corantes mais utilizados na indústria são substâncias com alta absortividade, possuindo centros cromóforos (estrutura responsável pela coloração apresentada pelo corante) e grupos funcionais diversificados, como por exemplo: azo, antraquinona, polimetino, nitro, nitroso, arilmetano, xanteno, cumarino dentre outros. Cada corante possui sua característica físico-química importante para a fixação em diversos tipos de fibras naturais, tais como: algodão, seda couro e cabelo, e nas sintéticas, poliamida, poliéster, acetato de celulose (ZANONI; YAMANAKA, 2016).
13 Os tipos de corantes mais aplicados as indústrias têxteis pertencem ao grupo dos azo corantes que representam cerca de 70% dos corantes aplicados a este segmento de indústrias, devido ao fato de serem sintetizados mais facilmente e possuírem um custo baixo e uma alta estabilidade (ALMEIDA et al., 2019).
Dentre os corantes utilizados no setor industrial, o corante catiônico azul de metileno é amplamente utilizado para tingimento de algodão, madeira e seda, porém apresenta efeitos adversos sobre os ecossistemas aquáticos e humanos, para os humanos, pode causar náuseas, vômitos, hipertensão arterial, aumento da frequência cardíaca, dor de cabeça, necrose de tecido, além disso, a degradação desse corante pode levar a subprodutos com toxicidade alta ao corpo humano (JÚNIOR et al., 2022).
Segundo ALMEIDA et al., 2019 os corantes podem ser classificados como descritos no Quadro 1.
Quadro 1: Classificação dos corantes
Corantes Definição
Corantes Ácidos
Corantes solúveis, possuem pelo menos um agrupamento sulfônico presente na estrutura, e apresentam afinidade pela fibra celulósica do tecido.
Corantes Azoicos
São insolúveis em água, a fibra tem que ser impregnada por agente de acoplagem para que o corante consiga se fixar a ela. Eles possuem um grupo azo em sua constituição.
Corantes Branqueadores
Possuem grupos carboxílicos azometino ou etilênicos, estes são ligados à anéis aromáticos.
Corantes a Cuba
É insolúvel em água, reage com ditionito em solução alcalina e pode ser fixado com fibras de tecido.
Possuem mais de um anel aromático em sua estrutura.
Corantes Diretos
São corantes solúveis em água com múltiplas cadeias químicas azo que interagem com as fibras do tecido por meio de forças de Van der Waals.
Insolúvel em água, aplicado em suspensão.
Corantes de Enxofre Insolúveis em meio aquoso apresentam em sua estrutura polissulfetos.
Corantes Pré- Metalizados
Possuem íons metálicos em suas estruturas.
Apresentam grupos eletrofílicos reativos, formando ligações covalentes com os da fibra do tecido. Com função antraquinona e azo como grupos cromóforos.
7 AZUL DE METILENO
O azul de metileno representado pela figura 1, é um corante do tipo catiônico (grupos com finalidades aniônicas), muito utilizado em diversos tipos de indústrias (ANJOS; LEAL; MAGRIOTIS, 2011). Este é composto por anéis aromáticos heterocíclicos, sólido, verde escuro, solúvel em água, inodoro, possuindo fórmula molecular C16H18ClN3S e massa molar igual a 319,85 g/mol, é um corante catiônico de classe fenotiazinas, com várias aplicações em química (COSTA; MELO, 2018).
Figura 1- Representação da fórmula estrutural do azul de metileno.
Os corantes catiônicos têm sua fixação por meio dos sítios catiônicos (positivos) do corante com os sítios aniônicos (negativos) da fibra, via interação iônica, interação de Van der Waals ou pontes de hidrogênio (ZANONI; YAMANAKA, 2016).
Por ser muito utilizado em diversos tipos de indústrias e o seu efeito toxico que afeta a vida aquática, seu tratamento prévio antes de ser despejado em leitos de rios e córregos são de extrema importância para evitar a contaminação da vida ao redor dos corpos receptores, assim novas formas de tratamento vêm sendo estudadas com o intuito de diminuir o risco de contaminação causado pelo azul de metileno (HONORATO et al., 2015).
8 MATERIAL E MÉTODOS
8.1 MATERIAL
15
• Funil de filtração simples;
• Erlenmeyer;
• Cubetas de vidro;
• Proveta;
• Béquer;
• Papel filtro;
• Tubos de ensaio com tampa;
• Espectrofotômetro UV-Vis da marca METASH Modelo: UV-5100 UV/VIS SPECTROPHOTOMETER;
• Mesa agitadora da marca QUIMIS;
• Centrífuga da marca: KASAVI, Modelo: K14-0815B;
• pHmetro da marca QUIMIS, Modelo Q400AS;
• Água deionizada;
• Carvão ativado da marca Neon;
• Corante azul de metileno da marca Cromoline.
8.2 MÉTODOS
8.1.1 Curva de calibração
Para realizar a quantificação da absorbância do azul de metileno, foram utilizadas oito concentrações diferentes da solução do corante azul de metileno. Para a execução do teste foi preparado uma solução de 12 mg/L, a qual posteriormente foi diluída para as seguintes concentrações, 10; 8,0; 6,0; 4,0; 2,0; 1,0 e 0,5 mg/L. Sendo executada então as análises em um espectrofotômetro UV-Vis no comprimento de onda de 666 nm, com o intuito de avaliar a absorbância de cada solução preparada.
8.1.2 Teste de remoção do azul de metileno
Os testes realizados foram adaptados de FERREIRA (2021), com adaptações do próprio autor, as seguintes mudanças foram feitas: As concentrações utilizadas para a construção da curva de calibração passam ser 10; 8,0; 6,0; 4,0; 2,0; 1,0 e 0,5 mg/L, o tempo de agitação passou para 10, 20 e 30 min.
8.1.3 Ensaios de adsorção
Para os ensaios de adsorção foi utilizada a solução de azul de metileno 12 mg/L.
Em seguida, transferida individualmente 50 mL da solução para seis erlenmeyer com capacidade de 125 mL.
Foram pesadas 25 mg de carvão ativado, que foram transferidos individualmente para 3 erlenmeyer identificados com o tempo de 10, 20 e 30 min e nos erlenmeyer restantes foram transferidos cerca de 50 mg do adsorvente identificados com 10, 20 e 30 min. A Tabela 1 mostra a designação de cada teste.
As amostras posteriormente foram submetidas a uma agitação sobre uma mesa agitadora da Quimis a 100 RPM, retirando cada amostra em seus respectivos tempos.
Após coletar as amostras, foi realizado uma filtração simples com papel de filtro.
Em seguida, aferiu-se o pH de cada amostra, e foram coletadas pequenas quantidades de cada amostra em tubos de ensaio e submetidas a centrífuga a 2000 RPM por 1 min.
Para leitura no espectrofotômetro foi utilizado o sobrenadante adquirido após a centrifugação, as amostras foram transferidas para uma cubeta de vidro sendo feitas as leituras por leitura no comprimento de onda 666 nm para verificar a capacidade de remoção do adsorvato em cada amostra.
Tabela 1 - Condições experimentais dos testes de adsorção do azul de metileno.
9 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 2 mostra os valores da concentração final, obtidas após a utilização da equação da reta e o percentual de remoção do azul de metileno, obtido a partir da Equação 1.
Teste Quantidade de adsorvente
Tempo de contato (min)
Teste 1 25 mg 10
Teste 2 25 mg 20
Teste 3 25 mg 30
Teste 4 50 mg 10
Teste 5 50 mg 20
Teste 6 50 mg 30
17 Remoção (%)= Co- Cf
Co x 100 (Eq. 1)
Em que: Co é a concentração inicial da solução (12 mg/L) e Cf é a concentração final da solução, obtida após a adsorção.
Tabela 2 - Percentual de remoção do corante após contato com o adsorvente
A Figura 2 mostra que o resultado da operação de adsorção pode ser notado visivelmente, quanto mais clara as soluções menores as concentrações das mesmas, logo a absorbância lida é menor, estando de acordo com a Lei de Beer-Lambert, na qual consta que uma solução só absorve luz proporcionalmente a concentração do soluto existente na solução, ou seja, quanto menor for a concentração do soluto contido na solução logo a absorbância será menor (CUSTODIO; KUBOTA; DE ANDRADE, 2018).
Figura 2 - Amostras resultantes após a operação de adsorção solução com a concentração de 12mg/L em seguida respectivamente os testes: 1, 4, 2, 5, 3, 6 respeitando o tempo (min).
Teste Massa do carvão
ativado (mg) Tempo (min) Absorbânci a
Concentraçã o final (mg/L)
Remoção (%)
1 25 10 0,211 4,04 66,33
2 25 20 0,180 3,45 71,25
3 25 30 0,119 2,28 81,00
4 50 10 0,0095 1,82 84,83
5 50 20 0,088 1,69 85,92
6 50 30 0,060 1,15 90,42
Foi observado que quanto maior a massa e o tempo de contato do adsorvato com o adsorvente, maior é o percentual de remoção, com desvio padrão de 7,47, levando em consideração os testes 1, 2 e 3, contendo 25 mg de carvão ativado. Já os testes 4, 5 e 6, contendo 50 mg de carvão ativado apresentou um desvio padrão de 2,96, uma menor variação comparado aos testes 1, 2 e 3.
Notou-se que o teste com o maior valor de adsorção foi o Teste 6, no qual contém 50 mg de adsorvente em contato com a solução sobre agitação por 30 minutos obtendo percentual de remoção igual a 90,42%, pelo fato da presença de mais sítios ativos presentes no adsorvente capazes de realizarem a adsorção do corante. Já o Teste 1 demonstrou menor eficiência, pelo fato de ter sido utilizado 25 mg de adsorvente em contato por 10 minutos de agitação com percentual de 66,33%, um valor relativamente baixo comparado aos outros testes. O Teste 3 apesar de ter metade da massa do material adsorvente, apresentou uma taxa de remoção de apenas 10% a menos em relação ao Teste 6. O Teste 3 torna-se mais viável, pois com 25 mg de carvão ativado demonstra uma eficácia semelhante ao teste realizado com 50 mg.
Após os testes os valores de pH das soluções resultantes foram medidos e os valores anexados na Tabela 3. Como dito por FERREIRA (2021); houve redução do pH para todos os testes, resultando em soluções levemente ácidas, uma vez que o azul de metileno confere características básicas a solução, sua remoção proporciona a redução do pH da amostra.
Tabela 3 - Valores aproximados de pH das amostras após a operação de adsorção.
10 CONCLUSÕES
Teste Quantidade de
adsorvente
Tempo
(min) pH Solução azul de metileno
12 mg/L n/a n/a 7,31
Teste 1 25 mg 10 4,71
Teste 2 25 mg 20 4,21
Teste 3 25 mg 30 4,22
Teste 4 50 mg 10 3,93
Teste 5 50 mg 20 3,76
Teste 6 50 mg 30 3,61
19 O desenvolvimento do presente experimento, possibilitou um amplo conhecimento sobre o método de adsorção por carvão ativado, além de comprovar que nestas condições de experimento por adsorção nem sempre possui maior êxito apresentando maior massa do carvão ativado e o tempo de exposição ao adsorvente é maior.
O carvão ativado foi utilizado como material para a remoção do corante azul de metileno por operações de adsorção. O uso deste alcançou um resultado satisfatório de 90,42% de remoção do corante no Teste contendo 50 mg de adsorvente em contato com 50 mL de azul de metileno por 30 minutos de agitação.
Um dos testes contendo 25 mg de carvão ativado apresentou uma taxa de remoção semelhante a outro contendo 50 mg de carvão ativado seguindo o mesmo critério de tempo, mostrando que a eficiência da operação não se dá somente pela quantidade de material adsorvente, mas também pelo tempo de exposição, levantando a questão de que mesmo com metade do material adsorvente é possível obter uma adsorção eficaz, assim tornando a operação economicamente viável, um benefício paras as indústrias que buscam uma operação mais econômica para o tratamento de seus efluentes.
11 REFERÊNCIAS
AKADAKARI, Lucas. Proposta de um plano de monitoramento de efluentes
industriais com metais pesados para o município de Bauru - SP. Orientador: Prof.
Dr. Aloísio Costa Sampaio. 2022. 70 p. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado- Ciências Biológicas) - UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE
MESQUITA FILHO”, Bauru-SP, 2022. Disponível em:
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EXTRAÇÃO DO AMIDO DE Hedychium coranarium PARA ELABORAÇÃO DE FILME BIODEGRADÁVEL
EXTRACTION OF Hedychium coranarium STARCH FOR THE ELABORATION OF BIODEGRADABLE FILM
Patrícia Silva Martins4 Alline Emannuele Chaves Ribeiro 5
RESUMO
O objetivo do presente trabalho foi extrair o amido de lírio-do-brejo para elaboração de filme biodegradável. O amido de lírio-do-brejo extraído obteve valores de pH igual a 5,84 e de acidez titulável total igual a 1,84%. Já os teores de umidade e cinzas foram iguais a 11,03% e 0,34%, respectivamente. O filme elaborado apresenta biodegradabilidade viável, uma vez que, após uma semana enterrado em solo, já foi possível observar degradação. Dessa forma, o filme elaborado utilizando o amido de lírio-do-brejo como base polimeríca pode ser uma alternativa interessante para a produção de embalagens, coberturas comestíveis, cobertura de produtos fármacos e cosméticos, canudos e outros materiais biodegradáveis com finalidade de substituição de plásticos produzidos a partir de fontes poliméricas sintéticas.
Palavras‐chave: lírio-do-brejo; biofilme; polímeros naturais; sustentabilidade.
ABSTRACT
The aim of the present work was to extract the Hedychium coranarium starch for the elaboration of biodegradable film. The Hedychium coranarium starch obtained pH values equal to 5.84 and total titratable acidity equal to 1.84%. The moisture and ash contents were equal to 11.03% and 0.34%, respectively. The film prepared presents viable biodegradability, since, after one week buried in soil, it was already possible to observe degradation. Thus, the film prepared using the Hedychium coranarium starch as polymeric base can be an interesting alternative for the production of packaging, edible covers, coverings for pharmaceuticals and cosmetics, straws and other biodegradable materials with the purpose of replacing plastics produced from synthetic polymeric sources.
Keywords: lírio-do-brejo; biofilm; natural polymers; sustainability.
4Graduada em Tecnologia em Processos Químicos pela Faculdade Metropolitana de Anápolis - FAMA.
5Doutora em Agronomia pela Universidade Federal de Goiás (UFG) e Mestre em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual de Goiás (UEG). Professora do Curso de Tecnologia em Processos Químicos na Faculdade Metropolitana de Anápolis – FAMA.
1 INTRODUÇÃO
A preocupação com os impactos ambientais negativos oriundos do aumento da produção de resíduos sólidos, tem incentivado diversas pesquisas voltadas para a elaboração de produtos sustentáveis que usam fontes poliméricas que possam substituir, mesmo que parcialmente, aqueles que utilizam como base um material polimérico sintético que necessitam de um longo tempo para se degradar. Segundo LANDIM et al. (2016), a vida contemporânea, juntamente com novas tecnologias, têm causado esse aumento do acúmulo de resíduos, principalmente devido ao grande consumo de produtos industrializados que necessitam de embalagem.
Os filmes biodegradáveis ou biofilmes são assim denominados uma vez que são produzidos a partir de materiais biodegradáveis, como por exemplo polissacarídeos, lipídios, proteínas e derivado. Uma das principais vantagens de se utilizar materiais biodegradáveis é a redução de consumo de combustíveis fósseis não renováveis e da produção de resíduos sólidos, uma vez que os biodegradáveis sofrem degradação por atividade biológica e/ou química natural. Portanto, são menos agressivos à natureza e podem ser uma opção sustentável e interessante para a gestão de resíduos e em detrimento das embalagens sintéticas (CARISSIMI, 2017; LANDIM et al., 2016; SOUSA et al., 2021).
Os polímeros biodegradáveis apresentam uma crescente na utilização não somente para embalagens, mas também em diversos outros setores da indústria, tornando uma área de grande potencial de estudos para a viabilização do seu uso. A escolha das matérias-primas das formulações dos filmes é muito importante, pois irão interferir nas propriedades dos filmes. O amido, quando misturado a um plastificante natural, pode ser uma opção de destaque para elaboração de filmes devido ao fato de ser abundante e de menor custo (LANDIM et al., 2016; VIEGAS, 2016).
O amido é um biopolímero abundante no mundo e consiste de moléculas de glicose predominantemente lineares (amilose) e ramificadas (amilopectina) (CARVALHO et al., 2015). O milho, a mandioca, variedades diversas de batata são exemplos de fontes amiláceas que tem forte potencial
para extração de amido devido ao fato de possuírem ao teor amiláceo.
O lírio-do-brejo (Hedychium coronarium), também conhecido regionalmente como São José, é considerada uma planta invasora da biodiversidade local. Estudos quanto ao manejo e ao controle de proliferação do lírio-do-brejo têm sido realizados a fim de que os locais onde a planta se desenvolve de maneira descontrolada não prejudique outras espécies nativas (MOURA, 2008).
O amido do lírio-do-brejo pode ser uma base polimérica alternativa interessante para a elaboração de filmes biodegradáveis, uma vez que pode ser um substituto para materiais poliméricos sintéticos e ser um produto sustentável, e ainda pode solucionar parte da problemática quanto à proliferação descontrolada da planta. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi extrair o amido de lírio-do-brejo e elaborar o filme biodegradável a partir do amido extraído.
2 LÍRIO-DO-BREJO
A lírio do brejo tem o nome científico Hedychium coronarium, sendo Hedychium do grego e significa “neve doce” e coronarium “corona”, significa
“Coroa” que pertence à família Zingiberaciae de ordem Scitaminae, que pode ser chamada também de gengibre-branco, são-josé e jasmim do brejo, Trata-se de uma monocotiledônea rizomatosa, de hábito herbáceo perene e pode chegar a medir de 90 a 120 cm. A planta possui rizoma persistente, caule simples cilíndrico e avermelhado, folhas com a forma que se lembram lanças e a distribuição delas são alternadas, e flores com corolas brancas ou amarelas pálido. A planta do lírio-do-brejo é nativa da Ásia Tropical e considerada uma planta exótica invasora com grande potencial invasor devido a sua alta capacidade de proliferação de rizomas (MOURA, 2008).
A planta do lírio-do-brejo é uma macrófita aquática, de ocorrência em áreas que tenham água abundante, tipo brejo e mangue; e pode ser encontrada desde o Himalaia até a China, na Ásia tropical; dos Estados Unidos até a Argentina, na Américas; sendo introduzida e disseminada no Brasil a partir de 1987. O lírio-do brejo apresenta uma ampla utilização,
principalmente farmacológica e ornamental. Assim como outros rizomas de diversas espécies vegetais, o rizoma do lírio-do-brejo também possui amido, possibilitando a utilização desse amido para diversos fins, como, por exemplo para elaboração de filme biodegradável (MOTA, 2009; MOURA, 2008).
Trata-se de um rizoma comum na zona litorânea, uma vez que vegeta em lugares brejosos. Seu cultivo ocorre de modo isolado ou em conjuntos ou renques. Por ser uma planta palustre pode invadir canais, riachos e águas de baixa profundidade. O lírio-do-brejo é considerado uma praga devido a contaminação de sua inflorescência e folhas vivas (MOTA, 2009).
A fécula dos rizomas antitussígena do lírio-do-brejo é utilizado na medicina caseira para tratamento antiinflamatório, anti-reumatismo, tônico, afrodisíaco e antifebril. As flores da planta são utilizadas para essências e o extrato etanólico do rizoma é testado como inibidor da 5-lipoxigenase no tratamento de diabetes, além de possuir efeito inibidor da permeabilidade vascular (MOTA, 2009).
O lírio-do-brejo é considerado uma planta exótica com potencial invasor devido à alta proliferação de rizomas. A dispersão dos rizomas se dá através de seus fragmentos na água que através das bacias hidrográficas formam novas colônias. Além disso, devido a seu caráter invasor, ela reduz a população de espécies nativas reduzindo a biodiversidade local (MOTA, 2009).
3 AMIDO
De acordo com a ANVISA, de 22 de setembro de 2005 “amidos são os produtos amiláceos extraídos de partes comestíveis de cereais, tubérculos, raízes ou rizomas”. É denominado amido a fração amilácea encontrado em órgãos aeres e fécula a fração encontrada em órgãos subterrâneos.
Na natureza o amido é encontrado em grande concentração, presente nas plantas, tubérculos, raízes e leguminosas. As estruturas dos grânulos de amido são semi-cristalinas formadas por macromoléculas lineares e
ramificadas com arranjos na direção radial (MOTA, 2009).
O amido é considerado a maior fonte de reserva de energia das plantas e o único produzido em pequenos agregados individuais chamados de grânulos (MOURA,2008), formado por cadeias de amilose e amilopectina.
A amilose é formada por unidades ligadas de glicose através de ligações glicosídicas α-1,4, tornando uma cadeia linear, quanto a amilopectina também formada por unidades de glicose unidas por ligações glicosídicas α- 1,4 e α-1,6, porém ramificada (DERNARDIN; SILVA, 2009).
A Estrutura do amido e considerado um homopolissacarídeo apresentado somente por ligações a-glicosídicas. As proporções em que as estruturas apresentam pode diferenciar em diversas fontes de acordo com o grau de maturação da planta, estas variações podem apresentar grânulos de amido com diferentes propriedades físico-químicas e até mesmo funcionais podendo impactar sua utilização em diversos ramos industriais (FIB, 2015).
4 FILMES BIODEGRADÁVEIS
Em decorrência da mudança de estilo de vida e hábitos alimentares tem-se aumentado o consumo de alimentos que são pré-preparados, isso tem levado a necessidade de adaptar o uso de materiais como embalagens e sistema de armazenamento.
A utilização de filmes comestíveis em produtos alimentícios e frutas já vêm ocorrendo na China desde os séculos XII e XIII, quando eram utilizados para atrasar a desidratação do produto e trazer uma melhor aparência (SIQUEIRA, 2019).
As funcionalidades dos filmes biodegradáveis vão desde a proteção mecânica, retardamento da deterioração oxidativa e microbiana, minimização da migração da umidade, oxigênio, dióxido de carbono, aromas, além de permitir agregar fatores sensoriais e nutricionais aos alimentos, aumentando o tempo de vida de prateleira.
Os biofilmes são estruturas membranosas finas pré-formadas que podem ser utilizadas no armazenamento de alimentos do mesmo modo em
que se aplicam os plásticos sintéticos. Os biofilmes podem ser comestíveis e/ou biodegradáveis a depender de sua composição (MOTA, 2019).
Cada material utilizado na formulação dos filmes biodegradáveis tem tanto suas vantagens quanto desvantagens. A preparação desses filmes é feita através do método “casting”, nesse método a solução aquosa é depositada e posteriromente é realizada a sua secagem. Primeiramente é realizada a solubilização da macromolécula através de um solvente, podendo ser água, etanol, solução de ácido acético dentre outros. Neste momento pode ser incorporado aditivos como plastificantes, agentes reticulantes, dentre outros. Na segunda etapa a solução formada é espalhada sobre uma superfície adequada para se submeter a secagem (MOTA, 2019).
O biofilme é formado inicialmente com a formação do gel, através de ligações envolvendo ligações inter e intramoleculares cruzadas entre cadeias de polímeros, neste momento tem-se a formação da matriz tridimensional semi-rígida onde ocorre o envolvimento e imobilização do solvente. A coesão irá depender da estrutura do polímero, solvente utilizado, temperatura e moléculas plastificantes presentes. A transformação da solução filmogênica ocorre independente da forma que foi produzido, uma vez que é produto das interações intermoleculares referente a forças estruturais (SIQUEIRA, 2019).
5 FILMES BIODEGRADÁVEIS À BASE DE FONTES AMILÁCEAS
Embora utilizados a séculos os filmes biodegradáveis passaram a ser mais utilizados na década de 1990. Muito populares os filmes plásticos derivados de petróleo e carvão apesar de serem economicamente viáveis desencadeiam inúmeros problemas ecológicos devido a sua não degradação, sendo um desafio para a sustentabilidade e um grande impacto para o meio ambiente (SIQUEIRA, 2019).
As características físico-químicas e funcionais do amido favorecem sua utilização na fabricação de filmes biodegradáveis. As moléculas de amilose são lineares e tendem a se orientar paralelamente e se aproximam
de forma a favorecer as ligações de hidrogênio entre hidroxilas de polímeros adjacentes, com isso tem-se a redução da afinidade do polímero por água e um favorecimento à formação de pastas opacas e filmes resistentes (MOTA, 2019).
Para o melhor uso dos filmes biodegradáveis é necessário observar as propriedade de barreira ao vapor de água, uma vez que são menos resistentes quando comparados aos filmes plásticos, ou seja, é importante que seja avaliada a compatibilidade entre o filme biodegradável e o alimento a ser embalado (MOTA, 2019).
O processo produtivo dos filmes biodegradáveis deve considera a adequação necessária para a produção em larga escala, devendo ser definida sua estabilidade de armazenamento, bem como aumentar o incentivo de pesquisas na área para desenvolver alternativas à baixa resistência mecânica e baixa estabilidade em altas umidades (MOTA, 2019).
No quesito inovação e sustentabilidade o Brasil ainda ocupa um pequeno espaço no cenário mundial, para alterar essa realidade é importante haver incentivos para pesquisas na área de inovações (MOTA, 2019).
Devido à falta de incentivos no Brasil os custos dos filmes biodegradáveis ainda são maiores que os filmes plásticos. No entanto, o consumidor, de modo geral, tem se mostrado mais consciente em relação a importância da sustentabilidade e por isso tem optado cada vez mais em utilizar embalagens biodegradáveis favorecendo a conservação do meio ambiente (MOTA, 2019).
Os filmes biodegradáveis são uma alternativa ecológica e economicamente viável para reduzir o acúmulo de resíduos de filmes plásticos, uma vez que são biodegradáveis e provenientes de uma fonte renovável. A utilização de resíduos de produção tem sido promissora para o desenvolvimento de filmes biodegradáveis capazes de conservar o alimento, aumentar seu tempo de vida de prateleira e reduzir as perdas da cadeia produtiva (SIQUEIRA, 2019).
Diante dos benefícios do uso de embalagens biodegradáveis alguns
países, como Estados Unidos, Itália, Finlândia e Dinamarca, já fazem uso desse produto em embalagens como de manteiga e margarina, sacos de lixo e produtos de confeitaria (SIQUEIRA, 2019).
6 MATERIAL E MÉTODOS
6.1 OBTENÇÃO DA MATÉRIA-PRIMA E EXTRAÇÃO DO AMIDO
Os rizomas de lírio-do-brejo (Hedychium coranarium) foram obtidos de plantas sadias das margens de um brejo na zona rural de Jaranánopolis (Goiás, Brasil). Os rizomas foram selecionados pelo seu estado de maturação, sendo utilizados aqueles com casca roxa e miolo de cor amarelada (Figura 1A).
Os rizomas foram lavados em água corrente, descascados e cortados com faca de aço inox. A trituração foi realizada em um liquidificador (marca Arno), utilizando água gelada, na proporção de 0,3kg :1L massa de rizoma (kg):volume de água (L). A massa obtida foi passada em uma peneira para separar a massa sólida do líquido (Figura 1B). O líquido obtido foi colocado em uma bacia plástica para a decantação. Após 24 h, o material decantado foi misturado com parte do sobrenadante e passado em tecido com poros de tamanho 0,80 mm com sucessivas lavagens com água corrente para separação do amido. Feito isso, o líquido leitoso obtido foi deixado em repouso em bacias de plástico por 24 h para decantação do amido. Passado esse período, a água sobrenadante foi eliminada, e o amido, seco por secagem natural ao sol. O amido seco foi macerado utilizando um gral e pistilo para a realização das análises das propriedade físico-químicas.
Figura 1: Rizomas de lírio-do-brejo (Hedychium coranarium) coletados (1A) e Separação da massa e do líquido obtidos da moagem dos rizomas de lírio-do-brejo (Hedychium
coranarium).
6.2 PROPRIEDADES DO AMIDO DO LÍRIO-DO-BREJO
O teor de umidade foi determinado segundo Instituto Adolf Lutz (IAL, 2008), com modificações. Para isso, 2 g de amido foram pesadas em cápsulas, previamente taradas, e levadas para estufa a 105 °C por 24 h. Em seguida, as cápsulas foram levadas para o dessecador, até temperatura ambiente, e depois pesadas. A análise foi feita em triplicata e o resultado expresso em %. O cálculo do teor de umidade do amido foi realizado a partir da Equação 1.
Umidade (%)= Amostraúmida (g) - Amostraseca (g)
Amostraúmida (g) x100 Eq.(1)
O teor de cinzas foi determinado de acordo com o método descrito pelo Instituto Adolf Lutz (IAL, 2008), com modificações. Para isso, 2 g de amostra de amido foram pesadas em cápsula de porcelana, previamente tarada. A amostra foi incinerada e depois levada à mufla a 550 °C até observada a presença de cinzas. A análise foi feita em triplicata, e o resultado expresso em %. O cálculo do teor de cinzas do amido foi realizado a partir da Equação 2.
Cinzas (%)= AmostraCinzas (g)
seca(g)x100
Eq.(2)
Foram pesadas 3 g da amostra e diluída com 30 mL de água destilada. Utilizou-se um potenciômetro (Meter, ION pHB500), e foi seguida a metodologia descrita pelo IAL (2008).
A análise de acidez titulável total foi realizada segundo o método descrito pelo IAL (IAL, 2008), com modificações. Pesou-se 3 g da amostra em Erlenmeyer, com capacidade de 125 mL, foi adicionado 30 mL de água destilada e 4 gotas da solução de fenolftaleína. Em seguida, foi realizada a titulação com solução padronizada de hidróxido de sódio (0,1 M) até observada uma coloração rósea. A análise foi feita em triplicata e os cálculos de acidez (% de ácido) foi realizado a partir da Equação 3.
Acidez (%)= V x f x M
P x100
Eq.(3)
Em que, V refere-se ao volume da solução de NaOH gasto na titulação; f, fator de correção da solução de NaOH; M, a molaridade da solução de NaOH; e P, a massa de amostra seca.
6.3 ELABORAÇÃO DO FILME BIODEGRADÁVEL E AVALIAÇÃO DE BIODEGRADABILIDADE
Para a elaboração do filme biodegradável, o amido macerado foi peneirado em peneiras de abertura de 0,177 mm. O filme biodegradável foi elaborado pelo método de espalhamento segundo MOTA; ASCHERI;
ASCHERI (2009), com modificações. Para isso foi preparada utilizando 8 g de lírio-do-brejo e 1,8 g de glicerol em 100 mL de água destilada. A mistura foi colocada em banho de aquecimento (90°C) durante 7 min até completa gelatinização do amido. Em seguida, 50 mL da solução filmogênica foi colocada em placas de polietileno (90 mm de diâmetro), e colocada em estufa de secagem a 35 °C por 24 h. Depois de seco, o filme formado foi acondicionado em saco plástico até o momento da análise de biodegradabilidade.
A avaliação da biodegradabilidade do filme foi realizada segundo o
método proposto por VESPUCCI (2021), com modificações. Os corpos de prova com 90 mm de diâmetro foram enterrados em solo fértil e úmido a uma profundidade de 2 cm e mantidos por uma semana para avaliação do aspecto visual do filme.
7 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A extração do amido de lírio-do-brejo foi realizada através da trituração de pequenas porções de rizoma, uma vez que foi observada uma grande quantidade de material fibroso e obteve um rendimento de 133g de amido para 1kg de matéria prima.
O amido de lírio-do-brejo apresentou teor de umidade e de cinzas (Tabela 1) superior e inferior, respectivamente, aos valores encontrados por ASCHERI et al. (2010), que obteve 6,95% de umidade e 0,5% de cinzas. No entanto, o valor de umidade foi próximo ao mínimo determinado pela legislação (BRASIL, 2005) para amidos (que varia de 15 a 21% de umidade, a depender do tipo de amido).
Tabela 4: Propriedades físico-químicas do amido de lírio-do-brejo (Hedychium coranarium)
Propriedade Média Desvio Padrão
Umidade (%) 11,03 0,44
Cinzas (%) 0,34 0,03
pH 5,84 0,01
Acidez titulável (%) 1,84 0,00
Os valores de pH e acidez do amido do lírio-do-brejo (Tabela 1) foram superiores e inferiores, respectivamente, aos valores encontrados por MOURA (2008), que ao estudar o amido de lírio-do-brejo, encontrou o valor de 6,37 de pH e 0,73% de acidez titulável.
O filme elaborado à base de amido de lírio-do-brejo apresentou uma coloração amarelada (Figura 2A). Situação semelhante foi encontrada no estudo de Siqueira (2019) onde foram analisados estudos que produziram
filmes com uso de concentrado proteico de soro de leite onde obteve-se a cor amarelada e estudos com produção de filmes com polpa de banana houve também uma tendência de cor amarelada nos filmes de vido a produção de melanoidinas pela ocorrência de reações de Maillard.
Em relação à avaliação do aspecto visual do filme utilizando o amido de lírio-do-brejo como base polimérica, foi possível observar, após uma semana enterrado em solo fértil e úmido, o início da degradação do filme (Figura 8B), demonstrando ser um material biodegradável na natureza.
Comparando com os filmes de amido do Lírio-do-brejo elaborados por (MOURA, 2008) os mesmos começaram a se degradar com 5 dias abaixo do solo fértil e inteiramente com 45 dias.
Entende-se por biodegradabilidade o processo inerente pelo qual os microrganismos e suas enzimas consomem o polímero como fonte de nutrientes, dentro de condições favoráveis de umidade, temperatura e pressão. Os polímeros de origem natural são os que se adaptam melhor a estas condições de biodegradação. Os filmes biodegradáveis possuem altas taxas de degradação ao contrário dos filmes plásticos que apresentam taxas reduzidas podendo levar de 250 a 450 anos para desintegrarem por completo (SIQUEIRA, 2019).
Figura 2: Filme biodegradável de lírio-do brejo após secagem em estufa (A) e depois de uma semana enterrado em solo fértil e úmido.
Na pesquisa realizada por Siqueira (2019) foram analisados estudos com filmes de amido de mandioca com concentrações distintas de erva-mate e foi constatada a biodegradabilidade com apenas 12 dias. Além deste, outro estudo analisado pelo autor onde foram produzidos filmes de xilana e
