Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia
TÍTULO: Caracterização termo-gravimétrica de casca de arroz submetida ao branqueamento com ácido peracético
AUTORES: Nascimento, P.H.A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Marim, R.G. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Marim, B.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Carvalho, G. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA) ; Oliveira, S.M. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA)
RESUMO: A agroindústria gera muita biomassa que não é devidamente aproveitada, sendo
descartada sob a forma de resíduo, principalmente material lignocelulósico que
apresenta grande capacidade de transformação e aplicação biotecnológica. Dentre
estes resíduos destaca-se a casca de arroz, que apresenta uma quantidade de
celulose considerável e de potencial aplicação. O objetivo deste trabalho foi
caracterizar por termogravimetria a casca de arroz submetida ao branqueamento
com ácido peracético. Os resultados indicaram que dentre os tratamentos o mais
eficaz foi o realizado à 80°C, apresentando menor quantidade de resíduo à 600°C
e temperatura de início de degradação térmica (Tonset) em temperatura menor
quando comparado aos demais. Novas análises devem ser realizadas para
comprovação dos resultados.
PALAVRAS CHAVES: Material lignocelulósico; deslignificação; casca de arroz
INTRODUÇÃO: Material lignocelulósico é descartado pela agroindústria diariamente às
toneladas, sendo destinadas à produção de ração animal ou combustão em caldeiras
(SILVA et. al, 2009). Devido ao alto teor de celulose destes materiais, a
extração da mesma, por diferentes métodos de branqueamento, se torna importante
para então aplicação na produção de novos materiais sob a forma de compósitos e
nanocompósitos biodegradáveis, principalmente embalagens.
A purificação do material lignocelulósico é um processo complexo, compreendendo
métodos físicos, químicos e enzimáticos no desmembramento do complexo lignina-
celulose-hemicelulose, preservando seletivamente (SILVA et. al, 2009).
O processo de branqueamento requer a utilização de agentes oxidantes fortes como
reagentes clorados ou peróxidos, A utilização de peróxido em meio ácido para
formação de ácido peracético demonstrou-se eficaz para remoção de ligninas e
hemiceluloses, resultando em fibras celulósicas intactas (BRASILEIRO et. al,
2001), mostrando-se uma alternativa aos reagentes clorados. O objetivo deste
trabalho foi caracterizar por termogravimetria a casca de arroz submetida ao
branqueamento com ácido peracético.
MATERIAL E MÉTODOS: As cascas de arroz utilizadas foram fornecidas pela empresa HT-Nutri (Camaquã –
RS), sendo lavadas com água destilada, secas em estufa e trituradas. Realizou-se
o processo de branqueamento de acordo com método descrito por Brasileiro (2001),
com modificações. A amostra (20g de casca triturada) foi imersa em uma solução
de ácido acético glacial, peróxido de hidrogênio e água (50% de ácido acético
glacial, 38% de peróxido de hidrogênio 120 volumes e 12% de água), com volume
final de 250 mL, por 24 h com agitação contínua a 60ºC. Após este processo as
amostras foram lavadas em água corrente até pH próximo de 7. Em seguida, foram
secas em estufa a 40ºC por 24 h.
Seguindo este método foram preparadas quatro amostras: amostra 1, onde o
processo foi realizado apenas uma vez; amostra 2, onde o branqueamento foi
realizado duas vezes seguidas sobre a mesma amostra; amostra 3 e 4, onde variou-
se a temperatura da reação, 70°C e 80°C, respectivamente.
A análise termo-gravimétrica (TG) foi realizada em equipamento TGA 50, Shimadzu
no laboratório de Espectroscopia UEL, em atmosfera de Nitrogênio, com taxa de
aquecimento de 30°C/min, de 20 à 600°C. As temperaturas Tonset, T90 e Tmax assim
como o resíduo (à 600°C) foram calculados e analisados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Aplicando-se o método de branqueamento utilizando ácido peracético, observou-se
um clareamento da casca de arroz, indicando uma retirada de ligninas e
hemiceluloses, que conferem a coloração escura nas cascas vegetais. Pelos
gráfios de TG e DTG foi possível observar as temperaturas Tonset, T90 e Tmax.
Estes valores assim como os resíduos estão indicados na Tabela 1.
A casca in natura inicia sua degradação (Tonset) muito antes das demais, devido
à presença de outros compostos orgânicos na amostra. As demais amostras
apresentam Tonset semelhantes, indicando um padrão de início de degradação. A
amostra 5 (perácido 80°C) apresenta um início de degradação em temperatura
menor, indicando que o tratamento acido diminui a estabilidade térmica. As
temperaturas T90 e Tmax são muito semelhantes entre as amostras e a casca in
natura. A porcentagem de massa residual também é semelhante entre as amostras,
com exceção da amostra 5, que apresentou menor resíduo, novamente indicando ser
o tratamento estudado mais eficaz para branqueamento da casca de arroz (Tabela
1).
A casca in natura apresenta dois eventos de degradação característicos sendo o
primeiro em 340°C referente a degradação de hemicelulose e celulose, e o segundo
em 380°C referente a degradação da lignina (MARTIN et. al, 2009; SANTOS et. al,
2011). Esta distinção não é verificada nas demais curcas DTG devido à retirada
de hemicelulose e lignina pelo método de branqueamento com perácidos.
Gráfico 1: Curvas DTG das amostras estudadas.
Tabela 1
Temperaturas observadas nos gráficos de TG e DTG das
quatro amostras analisadas, assim como o resíduo
restante.
CONCLUSÕES: A análise termo-gravimétrica mostrou que o branqueamento mais eficaz foi o
realizado à 80°C. Porém, mais analises devem ser realizadas para confirmação dos
resultados, assim como análises de FT-IR e teores de lignina residual.
AGRADECIMENTOS: Ao laboratório de Espectroscopia da UEL, CAPES, CNPq, Fundação Araucária.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BRASILEIRO, Lilian Borges; COLODETTE, Jorge Luiz; PILÓ-VELOSO, Dorilal. A utilização de perácidos na deslignificação e no branqueamento de polpas celulósicas. Química Nova, v. 24, n. 6, p. 819-829, 2001.
MARTIN, Adriana R.; MATTOSO, Maria A. Martins; MATTOSO, Luiz H.; SILVA, Odilon R. R. F. Caracterização química e estrutural de fibra de sisal da variedade Agave sisalana. Polímeros: Ciência e Tecnologia. v. 19, n. 1, p. 40-46. 2009.
SANTOS, Moacyr L dos; LIMA, Omar J. de, NASSAR, Eduardo J., CIUFFI, Katia J., CALEFI, Paulo S. Estudo das condições de estocagem do bagaço de cana-de-açúcar por análise térmica. Química Nova. v. 34, n. 3, p. 507-511. 2011.
SILVA, Rafael; HARAGUCHI, Shirani K.; MUNIZ, Edvani C.; RUBIRA, Adley F. Aplicações de fibras lignocelulósicas na química de polímeros e em compósitos. Química Nova.v. 32, n. 3, p. 661-671, 2009.