título do resumo

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COMPARAÇÃO DE DIFERENTES METODOLOGIAS PARA O
BRANQUEAMENTO DA CASCA DE ARROZ
Vitória Gouveia Resta (Bolsista PROIC-CNPq); Suzana Mali de Oliveira, e-mail:
[email protected]
Universidade estadual de Londrina/ Departamento de Bioquímica e
Biotecnologia/ CCE
Área e subárea do conhecimento: Ciências Biológicas, Bioquímica,
Química de Macromoléculas
Palavras-chave: Celulose; Resíduo Agroindustrial; Ácido Peracético; Prétratamento Alcalino.
Resumo
O objetivo deste trabalho foi o branqueamento da casca de arroz empregando
diferentes metodologias analíticas, e a caracterização do material obtido
através da medida de luminosidade, teor de celulose e espectroscopia de
infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). A casca de arroz in natura
(Amostra A1) foi submetida a tipos diferentes de tratamentos gerando mais 8
amostras: A2 tratada com ácido peracético a 60°C; A3 tratada duas vezes com
ácido peracético a 60°C; A4 tratada com ácido peracético a 70°C; A5 tratada
com ácido peracético a 80°C; A6 resultante de pré-tratamento alcalino (com
NaOH) e peróxido alcalino; A7 tratada duas vezes com pré-tratamento alcalino
(com NaOH) e peróxido alcalino; A8 resultante de pré-tratamento alcalino (com
NaOH) e A9 resultante de pré-tratamento alcalino (com NaOH) seguido de
tratamento com ácido peracético a 60oC. A metodologia que resultou em maior
alvura (maior luminosidade) e maior teor de celulose foi a A9. Nesta mesma
amostra também foi possível observar que as bandas associadas à
hemicelulose e lignina nas análises de FT-IR desapareceram. Neste trabalho
empregou-se reagentes não clorados, e foram gerados efluentes menos
poluentes quando comparados aos métodos convencionais de branqueamento.
Introdução
A agroindústria no Brasil produz grande quantidade de resíduos de natureza
lignocelulósica, dentre eles a casca de arroz (SILVA et al., 2009). Sabe-se que
a casca do arroz é composta majoritariamente de celulose (30%), hemicelulose
(20%) e lignina (26%) e pode ser usada como uma alternativa à madeira para
extração da celulose (SATYANARAYANA; ARIZAGA; WYPYCH, 2009).
A extração da celulose requer a retirada de lignina e hemiceluloses
1
através de processos de branqueamento. Os processos convencionais de
branqueamento utilizam reagentes clorados de alta toxidez. A obtenção das
fibras branqueadas pode ser feita também por agentes oxidantes que geram
menor impacto ambiental, como os perácidos (ácido peracético) e peróxido de
hidrogênio alcalino, resultando em fibras de maior resistência e menor
degradação da celulose (BRASILEIRO; COLODETTE; PILÓ-VELOSO, 2001).
O objetivo deste trabalho foi o branqueamento da casca de arroz
empregando diferentes metodologias analíticas, e a caracterização do material
obtido através da medida de luminosidade, teor de celulose e espectroscopia
de infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR).
Procedimentos metodológicos
As cascas de arroz, doadas pela empresa HT-Nutri (Camaquã – RS), foram
lavadas e moídas até granulometria 40 – 80 mesh. Para o branqueamento da
casca de arroz foram empregados os procedimentos: (1) branqueamento com
ácido peracético (Pa) (BRASILEIRO, COLODETTE; PILÓ-VELOSO, (2001); (2)
branqueamento com pré-tratamento alcalino seguido de etapa com peróxido de
hidrogênio alcalino (TEODORO et al., 2011) e (3) branqueamento utilizando
pré-tratamento alcalino seguido de etapa de branqueamento em ácido
peracético uma combinação dos procedimentos (1) e (2). Foram obtidas 9
amostras, descritas na Tabela 1.
Tabela 1 - Descrição dos tratamentos empregados para o branqueamento da
casca de arroz
Amostra Tratamento empregado
A1
Casca de arroz in natura
A2
Ácido peracético 60°C
A3
Ácido peracético 60°C (duas vezes)
A4
Ácido peracético 70°C
A5
Ácido peracético 80°C
A6
Pré-tratamento alcalino (com NaOH) + Peróxido Alcalino
A7
Pré-tratamento alcalino (com NaOH) + Peróxido Alcalino (duas
vezes)
A8
Pré-tratamento alcalino (com NaOH)
A9
Pré-tratamento alcalino (com NaOH) + Ácido peracético 60oC
Os materiais foram caracterizados quanto à sua luminosidade (L*) a
partir do emprego de um colorímetro portátil (Minolta CR-10-Estados Unidos).
O teor de celulose foi determinado de acordo com Updegraff (1969), e a
espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) em
2
aparelho Shimadzu FTIR-8300 no Laboratório de Espectroscopia da Central
Multiusuária de Laboratórios de Pesquisa da UEL.
Resultados e Discussão
Na Tabela 2 estão demonstrados os resultados dos parâmetros de
luminosidade (L*) e teor de celulose, e na Figura 1 os espectros obtidos FT-IR.
Tabela 2 – Medida de luminosidade e do teor de celulose das amostras.
Amostra
Luminosidade (L*)
Teor de celulose
(%)
A1
24,68 ± 0,68d
35,47 ± 4,48d
A2
47,89 ± 2,00b
42,20 ± 1,27c
b
A3
50,55 ± 3,90
45,17 ± 4,58c
A4
38,61 ± 2,58c
40,08 ± 2,13c,d
c
A5
36,99 ± 0,36
45,00 ± 5,64c
A6
33,64 ± 0,17c
52,76 ± 5,16b
c
A7
36,71 ± 0,31
58,58 ± 5,56b
A8
29,92 ± 4,53
51,05 ± 5,84b
A9
73,67 ± 2,99a
72,15 ± 3,97a
Letras diferentes na mesma coluna indicam diferença significativa pelo teste te
Tukey (p0,05).
Figura 1 - Espectros de FT-IR das amostras de casca de arroz in natura e
branqueadas por diferentes metodologias.
A maior luminosidade e o maior teor de celulose foram verificados na A9
(Tabela 2), sugerindo que a combinação do tratamento alcalino seguido do
tratamento com ácido peracético, usado em A9, é o mais eficaz resultando em
3
produtos mais alvos e com maior teor de celulose. Observando-se os espectros
de FT-IR (Figura 1), na amostra A9 pode-se verificar aumento da intensidade
de bandas características da celulose em comparação com as outras amostras,
principalmente nas bandas de 894 e 1019 cm -1, referentes a ligações αglicosídicas, e 1050, 1100 e 1150 cm-1, referentes ao estiramento das ligações
C-O. Assim como uma diminuição de bandas referentes a hemicelulose e
lignina, como o desaparecimento da banda em 1250 cm–1, referente a grupos
C-O-C, e o desaparecimento da banda em 1505 cm–1, referente a ligações dos
anéis aromáticos da lignina, e em 1375 cm–1, referente a deformação axial de
C-H, indicando a remoção de moléculas não celulósicas (ALEMDAR; SAIN,
2008).
Conclusões
A metodologia mais eficaz foi a que empregou o pré-tratamento com NaOH
seguido do tratamento com ácido peracético (Pa) (A9). A amostra A9
apresentou maior alvura, maior teor de celulose e o espectro de FT-IR onde as
bandas associadas à hemicelulose e lignina desapareceram. Os métodos
aplicados não envolveram uso de reagentes clorados, gerando efluentes
menos tóxicos quando comparados aos métodos convencionais de
branqueamento.
Agradecimentos
Agradeço à Fundação Araucária pela concessão da Bolsa de IC.
Referências
ALEMDAR, A.; SAIN, M. Isolation and characterization of nanofibers from
agricultural residues – Wheat straw and soy hulls. Bioresource Technology,
v.99, p. 1664–1671, 2008.
BRASILEIRO, L. B.; COLODETTE, J. L.; PILÓ-VELOSO, D. A utilização de
perácidos na deslignificação e no branqueamento de polpas celulósicas.
Química Nova, v. 24, n. 6, p. 819-829, 2001.
LIU, L.; CHEN, H.; PAN, D. Modification of polyacrylonitrile precursor fiber with
hydrogen peroxide. Fibers and Polymers, v. 13, p. 587-592, 2012.
SATYANARAYANA, K. G.; ARIZAGA, G. G. C.; WYPYCH. Biodegradable
composites based on lignocellulosic fibers—An overview. Progress in Polymer
Science, v. 34, n. 9, p. 982–1021, 2009.
TEODORO, K. B. R.; TEIXEIRA, E. DE M.; CORRÊA, A.C.; CAMPOS, A.;
MARCONCINI, J. M.; MATTOSO, L. H. C. Whiskers de fibra de sisal obtidos
sob diferentes condições de hidrólise ácida: efeito do tempo e da temperatura
de extração. Polímeros, v. 21, n. 4, p. 280-285, 2011.
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