PRODUÇÃO DE AMIDO TERMOPLÁSTICO DERIVADO DO AMIDO DE MANDIOCA

PRODUÇÃO DE AMIDO TERMOPLÁSTICO DERIVADO DO AMIDO DE MANDIOCA

Carlos Henrique Wallancuella ([e-mail]), Cassia Oliveira([e-mail]), João Paulo Amorim([e-mail]), Maria Cecília([e-mail]), Simone Moura ([e-mail]) Yasmim Morgana Fernandes ([e-mail])

Nome da equipe: Engenharia sustentável.

Palavras Chave: Amido termoplástico, moldagem por injeção, amido de mandioca, gelatinização.

Resumo

Este artigo foi desenvolvido com o objetivo de verificar a possibilidade da produção de amido termoplástico a partir do amido da mandioca uma matéria prima de fonte vegetal e renovável utilizando tecnologia brasileira durante todo o processo mantendo o baixo custo  utilizando apenas água e glicerol como plastificantes, de forma que possa substituir os termoplásticos provenientes de matérias primas não renováveis.

Introdução

Nos últimos anos, vários países de todo o mundo têm reconhecido a importância da redução de materiais plásticos desperdiçados e descartados (RÓZ, 2003). O plástico comumente utilizado é oriundo do petróleo. Estes apresentam um histórico desfavorável, como materiais que poluem porque demoram muito para decompor-se (ALVES et al, 2012). Surge então, a necessidade de se investir em estudos para materiais semelhantes em funções, mas com maior  aproveitamento de resíduos derivados de outros processos. Essas propostas e tecnologias tendem a reduzir os custos do tratamento de resíduos e o estresse sobre o meio ambiente, proporcionando equivalência ou vantagens sobre o concorrente à base de petróleo, resultando em um marketing positivo do produto no mercado e sendo um desafio, que representa uma preocupação e um interesse por parte da sociedade (ALVES et al, 2012).

Estudos voltados para o emprego do amido termoplástico no lugar de plástico convencional, vêm ganhando força e visibilidade no contexto sustentável. Para se obter o amido termoplástico (TPS) é necessário destruir a estrutura semicristalina original dos grânulos, formada basicamente por duas unidades de polissacarídeos com alta massa molar: amilose e amilopectina, Para isso, o amido nativo deve ser aquecido a altas temperaturas. (90-180 °C) na presença de plastificantes e sob agitação, de forma que adquira características similares à maioria dos termoplásticos convencionais (SCHLEMMER, D. et al, 2010). Os plastificantes, como o glicerol,  são aditivos comumente empregados em materiais poliméricos e que melhora da flexibilidade e a processabilidade dos materiais, formando um material homogêneo e de fácil processamento. Solubilidade em água e propriedades mecânicas fracas são algumas desvantagens que podem ser minimizadas adicionando o amido termoplástico à polímeros sintéticos.

Diversos estudos trazem o ideal de proporcionalidade para se obter um amido termoplástico mais eficiente,  a proporção 13,2/32% na ordem água/glicerol foi constatada como ideal (MOTA, NEVES, et al. ,2013). A  produção do TPS, passa assim, a agregar valor sustentável à um resíduo derivado do petróleo

Experimental

 Materiais reagentes

Para obtenção do amido termoplástico, foi utilizado o amido de mandioca granulado adquirido em comércio local de marca poligrãos, glicerol bidestilado de marca Merck e água destilada que foi cedida pela universidade.

 Preparação da mistura e processamento

O amido, o glicerol e a água, na proporção 13,2/32% na ordem água/glicerol, foram misturados em um béquer com alça e depois transferido de modo manual para uma injetora , de marca Romi, modelo 300 ton, no SENAI CEMATEC sob temperatura de aproximadamente 150 ºC por 10 minutos. Após a alimentação, o material foi fundido e logo após injetado em um molde onde foi resfriado e solidificado transformando-se no amido termoplástico em forma de copos ou bandejas

Tabela X. Material e equipamento utilizados no processo.

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Resultados e Discussão

O amido não é um verdadeiro termoplástico, e durante sua plastificação foi necessária a utilização de plastificantes pois o mesmo possui temperatura de fusão maior que sua temperatura de ebulição. nesse caso foi utilizado água e glicerol como plastificantes, a escolha do glicerol se deu por estar presente em todos os óleos e gorduras de origem vegetal e animal e também por ser  um subproduto do biodiesel que é produzido em grande quantidade e não tóxico.

 Durante o processo de plastificarão, como o amido não é solúvel em água fria devido às fortes ligações de hidrogênio que mantém as cadeias muito unidas, o mesmo juntamente com os plástificantes foram submetidos a um processo de extrusão a elevadas temperaturas, onde o fluido se incorporou na estrutura do grânulo intercalando as cadeias de amilose e amilopectina, destruindo toda a estrutura semicristalina destes, o que deu origem a um fluido mais viscoso com um aspecto de gel, todo esse processo é conhecido com gelatinização.

 A temperatura a ser utilizada durante o processo de gelatinização depende única e exclusivamente da origem botânica do amido, como foi utilizado o amido de mandioca, a temperatura mais apropriada foi de aproximadamente 150 ºC.

Após ser injetado no molde um gás se expandiu, misturando-se ao polímero ocasionando a formação de bolhas que ajudaram a comprimir a resina no molde e foi solidificada por meio de resfriamento do mesmo, dando origem TSE em forma de bandejas ou copos expandidos, comparados ao poliestireno expandio (PSE) .Durante o processo de moldagem não ocorreu reações químicas o que tornou o processo simples e rápido.