Utilização de resíduos da indústria avícola para produção de filmes biodegradáveis - Cedrola, Sabrina Martins Lage. (UFRJ, 2009)
[PT] As penas são um importante subproduto da indústria avícola, gerando problemas na distribuição deste resíduo, uma vez que as penas representam cerca de 7% do peso total do frango. A pena de frango é constituída por aproximadamente 90% de queratina, responsável por sua rigidez e resistência. Esta proteína pode ser utilizada na obtenção de materiais biodegradáveis como uma alternativa para diminuir a poluição ambiental causada pelos plásticos convencionais, além de constituir uma fonte sustentável na produção destes materiais. Filmes obtidos a partir de proteínas podem ter inúmeras aplicações, como por exemplo, polímeros para embalagens de alimentos, sacos descartáveis e filmes utilizados na agricultura. O uso do amido como material termoplástico é promissor devido principalmente à disponibilidade natural desse produto, que é extraído de uma fonte inesgotável de matérias-primas (cereais, raízes, tubérculos, etc.). Neste trabalho foi utilizada uma extrusora mono rosca para produzir materiais biodegradáveis à base de farinha de arroz quebrado, farinha de penas, glicerol e água. Foi empregada a metodologia de superfície de resposta (MSR) baseada no planejamento experimental Central Composto Rotacional (CCDR), num planejamento fatorial completo 23 com 3 variáveis independentes, a saber a umidade (25, 30, 35%), as concentrações de farinha de penas (4; 9,70, 15,4%) e temperaturas da última zona de aquecimento (90, 100, 110ºC). As propriedades mecânicas foram principalmente influenciadas pelas concentrações de farinha de penas e de água que apresentaram valor médio de resistência máxima à tração de 0,60 MPa; com valor máximo de 1,47 MPa; valor médio de porcentagem de alongamento de 45,20 % com máximo em 57,96 % e valor médio de Módulo de Elasticidade de 0,04MPa com máximo em 0,10 MPa.Quanto à permeabilidade ao vapor de água, as amostras apresentaram valor médio de 1,77 g.mm/.m2 .h.kPa com máximo em 2,14 g.mm/.m2 .h.kPa. Os resultados de Microscopia Eletrônica de Varredura indicaram que as diversas formulações empregadas em diferentes ensaios provocaram alterações na morfologia da matriz polimérica. As concentrações de farinha de penas influenciaram a estrutura das amostras. Na degradação térmica, observou-se uma estabilidade até cerca de 200ºC quando se iniciou a perda de massa observada através da termogravimetria. Este estudo demonstrou que se podem obter filmes biodegradáveis adicionados de queratina de penas de frango com diferentes características.[EN] Feathers are an important by-product of the poultry industry, generating problem for the distribution of this residue, since feathers represent around 7% of the total weight of a chicken. Chicken feathers are composed of approximately 90% of keratin, responsible for their rigidity and resistance. This protein may be utilized for obtaining biodegradable materials with a view to decreasing the environmental pollution caused by conventional plastics. Also, chicken feathers provide a sustainable source for the production of these materials. Films obtained from protein may have innumerous applications, such as polymers for food packaging, disposable bags and films used in agriculture. The use of starch to make thermoplastic materials is promising, due principally to the natural availability of the product, which is extracted from an endless stock of raw materials (cereals, roots, tubers etc.). In this study, a single screw extruder was used to produce biodegradable materials based on starch, feather meal, glycerol and water. Response Surface Methodology (RSM) was used based on the Central Composite rotational Design (CCRD) in a 23 complete factorial plan with 3 independent variables, water content (25, 30, 35%), feather meal content (4, 9,7, 15,4%) and temperature of the last heating zone (90, 100, 110ºC). The mechanical properties of were mostly influenced by the feather meal and water concentrations, presenting a mean value for maximum resistance to strain of 0,603 MPa and a maximum value of 1,468MPa; a mean value for % stretching of 45,20% with a maximum of 57,96% and a mean value for the Young´s Modulus of 0,04 MPa with a maximum of 0,098 MPa. With respect to water vapor permeability the samples shows a mean value of 1,766 g.mm/.m2.h.kPa with a maximum of 2,14 g.mm/.m2.h.kPa.The SEM (scanning electronic microscopy) results indicated that several of the various formulations used in the different trials caused alterations in the morphology of the polymeric matrix. The concentrations of feather meal influenced the structure of the samples. For thermal degradation, stability was observed at about 200°C, point at which the materials started to loose mass as observed the Thermogravimetric analysis. This study showed that it is possible to obtain biodegradable films, added of chicken feather keratins with different characteristics.