A VIABILIZAÇÃO DO PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL ATRAVÉS DA EXTRAÇÃO DA QUITINA CONVERTIDA EM QUITOSANA DA CASCA DE CAMARÃO

A VIABILIZAÇÃO DO PLÁSTICO BIODEGRADÁVEL ATRAVÉS DA EXTRAÇÃO DA QUITINA CONVERTIDA EM QUITOSANA DA CASCA DE CAMARÃO.

Daiane da Conceição Caldas (UNIFACS, [e-mail]), Daniell De Assis Cavalcante (UNIFACS, [e-mail]), Leandro Reis de Queiroz Villas Boas (UNIFACS, [e-mail]), Michel Alisson Amaral de Freitas (UNIFACS, [e-mail]), Quesia Oliveira Da Paixão (UNIFACS, [e-mail]), Thais Luana Pinto Miranda (UNIFACS, [e-mail])

Nome da equipe: Biosustentabilidade

Orientador: Reinaldo Costa Santos (UNIFACS, [e-mail])

Palavras Chave: Biopolímero, Extração da quitina, Conversão da quitosana, Plástico biodegradável.

Resumo

A biomassa vem sendo vista com grande interesse pelos cientistas em função de ser uma fonte renovável de energia e fonte de matéria-prima industrial. A celulose, polissacarídeo produzido pela fotossíntese das plantas, compõe boa parte da biomassa. Em segundo lugar, encontra-se a quitina, um polissacarídeo encontrado em animais marinhos, insetos e fungos. A quitina é encontrada principalmente em exoesqueletos de crustáceos e nas paredes celulares de alguns fungos. A reutilização dessa substância química é muito importante do ponto de vista ambiental e econômico, porque além de eliminar os resíduos da indústria pesqueira, o custo final de produção é reduzido em cerca de 60% [4]. Através da sua desacetilação a quitina pode ser convertida em quitosana. A partir desse processo, iniciasse a criação do plástico biodegradável (ou bioplástico como são popularmente conhecidos), um plástico similar ao convencional (cuja sua fonte é petróleo), e que apresenta muitas vantagens ao meio ambiente, por sua rápida decomposição e seu baixo custo de fabricação.

 

Introdução        

Os biopolímeros são polímeros ou copolímeros produzidos a partir de matérias-primas de fontes renováveis, como: milho, batata, arroz, cana-de-açúcar, celulose, quitina, e outras [1].

As fontes renováveis são conhecidas por possuírem um ciclo de vida mais curto, que as demais fontes fósseis (cuja o petróleo que demora milhares de anos para se formar).

Por apresentar diversas vantagens ao meio ambiente os biopolímeros desperta interesses socioeconômicos são: os grandes impactos ambientais causados pelos processos de extração e refino utilizados para produção dos polímeros provenientes do petróleo, a escassez do petróleo e o aumento do seu preço [2].

A quitina encontra-se nos exoesqueletos dos animais marinhos juntamente com CaCO3, proteínas, lipídios e pigmentos. É um polissacarídeo de cadeia linear constituída, quase que exclusivamente, por unidades 2-acetamido-2-desoxi-D-glicopiranose unidas por ligações β(1→4). Sendo considerado o segundo material orgânico mais abundante na terra, e com a vantagem de apresentar uma taxa de reposição duas vezes maior que a celulose. A quitina poder ser extraída a partir de matérias-primas abundantes e relativamente baratas – consideradas como refugos da atividade pesqueira voltada para exploração industrial de frutos do mar – tem sido destacado como um fator importante em favor de sua produção, visando à utilização em larga escala. Entretanto, deve ser reconhecido que, em se tratando de produto natural cuja biossíntese não está sob estrito controle genético, ocorrem variações de composição e, além disso, a quitina raramente ocorre em forma pura. Assim, a completa eliminação das substâncias com as quais a quitina ocorre naturalmente associada não é uma tarefa simples e é por vezes muito difícil atingir um padrão de pureza condizente com determinadas aplicações [3]

A quitosana pode ser definida como um copolímero de 2-amino-2-desoxi-Dglicopiranose e 2-acetamida-2-desoxi-D-glicopiranose, de composição variável em função do grau residual de acetilação, cujas unidades também são unidas por ligações glicosídicas β-(1,4). A quitosana é obtida a partir da reação de desacetilação da quitina em soluções alcalinas. Durante a reação de desacetilação, os grupamentos acetamido (-NHCOCH3) da quitina são transformados, em graus variados, em grupos amino (-NH2), dando origem a quitosana. Estruturalmente, a quitina (Fig. 1.1) é semelhante à celulose. Substituindo-se os grupos OH do carbono-2 de cada unidade glicosídica da celulose por grupos acetilados (NHCOCH3). Logo, a quitina é um polissacarídeo linear contendo cadeias de resíduos β-(1-4)-2-acetamida-2-desoxi-D-glicose. Já a quitosana difere da quitina, por ocorrer desacetilação na posição do carbono-2 de cada unidade glicosídica por grupos aminas.

Experimental

A produção do bioplástico fundamenta-se na metodologia casting, que consiste na solubilização da quitosana em um solvente (água destilada), assim como na aplicação do mesmo sobre um suporte que permita a evaporação de solvente formando dessa maneira uma matriz contínua que dará origem aos filmes.

A produção do plástico biodegradável foi desenvolvida em três etapas: na extração da quitina da casca do camarão, conversão para quitosana e a sua purificação, a obtenção  do plástico.

        .

• EXTRAÇÃO DA QUITINA

Na obtenção da quitina, a mesma foi submetida a tratamentos manual. Após a lavar e por para secá-la por volta de 6 horas, casca do camarão, foi triturado utilizando um liquidificador, até a formação do pó fino.

Em seguida pesou-se 2,5g da casca do camarão, adicionou-se 40m L de solução HCl 0.25 mols.L-1 e manteve sobre agitação constante cerca de 2 horas. Após, isso a mistura foi filtrada até que seu pH estivesse  em torno de 7.0 e posto pra secar na estufa por volta 3 horas 35c°.

Após seco, tratou-se com solução de NaOH a 10% a 50°C sobre agitação constante cerca 3 horas. Após, isso a mistura foi filtrada até que seu pH estivesse  em torno de 7.0 e posto pra secar na estufa por volta 3 horas a 35c°.

Após seco novamente, tratou-se com solução de hipoclorito NaClO 1%  sobre agitação constante cerca 8 horas.Após, isso a mistura foi filtrada até que seu pH estivesse  em torno de 7.0 e posto pra secar na estufa por volta 3 horas a 35c°.

• CONVERSÃO PARA QUITOSANA E A SUA PURIFICAÇÃO

Para 2,5g de quitina obtida, adicionou- se 100mL de solução de NaOH 50%, aquecendo a uma temperatura de  100°C, sob refluxo e agitação constante, por cerca 5 horas.

Após completada a reação, foi filtrada a quitosana e lavada com água e, em seguida, com etanol e posta pra secar na estufa por 1:30 horas a 55°.