Cinética de secagem de fibras do açaí Euterpe oleracea Mart. e avaliação de seu efeito sobre as propriedades mecânicas de biofilmes de fécula da mandioca Manihot esculenta Crantz

Rafael Pena de Oliveira , Shirley Cristina Cabral Nascimento , Davi do Socorro Barros Brasil e Marlice Cruz Martelli

Resumo
O presente artigo buscou realizar uma cinética de secagem das fibras do caroço de açaí e avaliar se sua incorporação a uma matriz de fécula de mandioca resultaria em um biocompósito mais resistente. Caroços de açaí foram lavados e secos para retirada das fibras e depois submetidos a um pré-tratamento com água quente para remoção de possíveis impurezas. As fibras foram colocadas em uma estufa nas temperaturas de 60 ^oC, 70 ^oC e 80 ^oC, e os dados de sua secagem foram utilizados para calcular as curvas de secagem, taxas de secagem, difusividade efetiva, energia de ativação e adequação a modelos cinéticos empíricos e semi-empíricos. As fibras secas foram moídas, peneiradas e passaram por um tratamento alcalino para retirada de lignina e hemicelulose, sendo depois incorporadas a biofilmes de fécula de mandioca nas proporções de 5%, 10% e 15%, sendo os biocompósitos formados levados a ensaios mecânicos. Os resultados mostraram que, embora a secagem tenha sido eficiente, a absorção desigual de água entre as amostras conduziu a alterações nos padrões esperados para os parâmetros cinéticos. Apesar disso, os dados experimentais puderam ser bem descritos por vários modelos. O reforço das fibras não foi capaz de elevar a resistência da matriz de fécula de mandioca, principalmente por causa de uma granulometria não suficientemente pequena e pela permanência de lignina e hemiceluloses após o tratamento alcalino, reduzindo as interações entre a fase dispersa e a fase contínua e prejudicando a coesão e homogeneidade da estrutura.

Palavras-chave
Fibras de açaí; Reforço de fibra; Biofilmes biodegradáveis; Fécula de mandioca.

Abstract
Drying kinetics of açaí Euterpe oleracea Mart. fibers and evaluation of their effect on the mechanical properties of cassava starch Manihot esculenta Crantz biodegradable films. This article aimed to analyze the drying kinetics of açaí fibers and evaluate whether their incorporation into a cassava starch matrix wouldresult in a more resistant biocomposite. Açaí lumps were washed and dried to remove the fibers, which were then subjected to a hot water pre-treatmentto remove any possible impurities. The fibers were placed in an oven at temperatures of 60 ^oC, 70 ^oC, and 80 ^oC, and the drying data were used to calculate drying curves, drying rates, effective diffusivity, activation energy, and fitting to empirical and semi-empirical kinetic models. The dried fibers were milled, sieved, and underwent an alkaline treatment to remove lignin and hemicellulose. They were then incorporated into cassava starch biofilms at proportions of 5%, 10%, and 15%. The resulting biocomposites were subjected to mechanic altests. The results showed that although the drying process was efficient, the uneven absorption of water between samples led to deviations in expected kinetic parameter patterns. Despite this, the experimental data were well described by various models. The fiber reinforcement was notable to enhance the resistance of the cassava starch matrix, mainly due to insufficiently small particlesize and the presence of residual lignin and hemicellulose after the alkaline treatment, reducing the interactions between the dispersed phase and the continuous phase, thus impairing the cohesion and homogeneity of the structure.

Keywords
Açaí fibers; Fiber reinforcement; Biodegradble films; Cassava starch.

DOI
10.21438/rbgas(2024)112907


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